Nature | 重症药疹的机制新发现!JAK 抑制剂或能有效治疗

文摘   2024-11-12 20:00   浙江  



药物性皮肤不良反应(Cutaneous Adverse Drug Reactions, CADRs)是药物使用过程中常见的副作用。近年来,随着药物种类的不断增加和临床用药的复杂化,CADRs 的发病率也呈现上升趋势。因此,深入研究 CADRs 的发病机制并探索有效的治疗干预措施具有重要的临床意义。


近日,福建医科大学附属第一医院的纪超教授,与德国马普生物化学研究所的 Matthias Mann 教授以及慕尼黑大学医院的 Lars E. French 教授合作,在《Nature》杂志上发表了他们对此的最新重大科研突破。





CADRs 的分类与特点




CADRs 种类繁多,根据临床表现和严重程度,可分为以下几类:
  • 轻微反应:红斑、丘疹、瘙痒等,通常可自行缓解或经简单处理后好转。
  • 中度反应:麻疹样药疹(Maculopapular Rash, MPR)、固定性药疹等,可能需要一定的治疗措施才能恢复。
  • 重度反应:药物超敏反应综合征(Drug Reaction with Eosinophilia and Systemic Symptoms, DRESS)、Stevens-Johnson 综合征(SJS)及毒性表皮坏死松解症(Toxic Epidermal Necrolysis, TEN)等,这些反应病情严重,可危及患者生命。
其中,TEN 是最严重的 CADR 之一,其特点为表皮大面积坏死、剥脱,伴有高热、内脏受累及多器官功能衰竭等。





组学手段发现 TEN 

的关键致病驱动因素




 01 


CADRs  的角质形成细胞具有各自的疾病相关蛋白质表达特征


研究者们采集了轻度(MPR)患者、重度(TEN 和 DRESS)患者以及健康个体的皮肤活检样本,进行了深度可变蛋白质组学分析(DVP)。通过对比分析,他们发现 TEN 患者的角质形成细胞蛋白质组呈现出与其他 CADRs(如 DRESS 和 MPR)不同的独特疾病相关蛋白表达特征。这些特征主要涉及钙稳态调节和细胞应激反应等方面的蛋白质,其中信号传导及转录激活因子 3(STAT3)被确认为区分 TEN 与其他类型 CADRs 的关键因素。


图一:皮肤药物反应中角质形成细胞的 DVP 工作流程和细胞类型特异性蛋白质组


 02 


CADRs 的免疫细胞浸润模式也存在显著差异


在免疫细胞的蛋白质组分析中,TEN 表现出以 STAT1 为主要驱动因素的显著干扰素特征。尽管没有什么蛋白质是某些的 CADR 亚群所特有的,但是 I 型和 II 型干扰素信号传导相关的蛋白质在 TEN 中明显过表达,而在 MPR 和 DRESS 中表达仅略有增加。


图二:病变免疫细胞的细胞类型特异性蛋白质组


 03 


TEN 中巨噬细胞显著参与、角质形成细胞炎症通路活跃


研究者试图探究是哪种免疫细胞亚型导致了 TEN 这种严重的 CADRs。结果发现,巨噬细胞中干扰素途径相关的蛋白质表达最高,并且干扰素信号传导介质 STAT1 在巨噬细胞中的含量始终高于来自同一个体的 CD4+和 CD8+ T 细胞。鉴于干扰素途径在 TEN 中发挥着重要作用,这提示我们巨噬细胞在 TEN 中的关键作用。


此外,驱动 TEN 的炎症途径在水疱皮肤邻近的角质形成细胞中表现出活跃状态。与炎症途径相关的多种蛋白质表达,在健康角质形成细胞、水疱附近角质形成细胞至脱落角质形成细胞之间,呈现出逐级递增的趋势。


图三:TEN 中免疫细胞亚型的空间蛋白质组学分析


 04 


JAK/STAT 通路的激活是 TEN 的关键驱动因素


与健康对照组相比,TEN 的角质形成细胞和免疫细胞中有六种蛋白质(WARS1、STAT1、S100A9、LYZ、GBP1 和 APOL2)的表达至少上调了四倍。相比之下,DRESS 只有一种(STAT1),而 MPR 没有这样的重叠蛋白质。值得注意的是,所有这六种蛋白质都位于干扰素途径中,负责信号转导(通过 STAT1)或由其触发。所有的干扰素信号都会通过 JAK-STAT 信号通路,这是由受体经 Janus 家族激酶(JAK 和 TYK)和 STAT,最终诱导干扰素刺激基因 ISG 的转录激活。该通路中的分子:STAT1 和 STAT3 在免疫细胞和角质形成细胞中均上调,STAT2 仅在角质形成细胞中上调,STAT5 在免疫细胞中上调。


图四:JAK/STAT 通路在 TEN 中被有效激活





体内外试验证实 JAK 

抑制剂在 TEN 中的作用




研究者们通过抑制 JAK/STAT 通路来评估其作为潜在治疗靶点的效果。体外模型中,托法替布(JAK1 和 JAK3 抑制剂)可剂量依赖性地抑制外周血单个核细胞对角质形成细胞的毒性。体内小鼠模型中,口服托法替布、巴瑞替尼(JAK1 和 JAK2 抑制剂)、阿布昔替尼(JAK1 选择性抑制剂)或乌帕替尼(JAK1 选择性抑制剂)均能有效改善疾病的临床和组织学表现,缩短病程并促进表皮愈合。


结果证实,使用 JAK 抑制剂治疗可显著减轻 TEN 的严重程度,表现为皮肤炎症减轻、表皮脱落减少以及组织学特征的改善。


图五:JAK/STAT 抑制可在体外和体内降低 TEN 的严重程度


在 TEN 患者的临床案例中,提前使用 JAK 抑制剂进行预处理也显著降低了由再次暴露于致敏药物所触发的 TEN 复发风险。并且其他接受 JAK 抑制剂治疗的 TEN 患者,皮肤磷酸化 STAT1 水平均显着降低。这些临床数据均显示了 JAK1 或泛 JAK 抑制在治疗 TEN 方面的潜力。


图六:JAK/STAT 抑制对 TEN 患者的有益作用





小结




CADRs 作为药物使用过程中常见的副作用,其发病机制复杂多样。未来,随着分子生物学、免疫学、遗传学等学科的不断发展,CADRs 的发病机制有望得到更清晰的阐释,同时,新的治疗方法和手段也将不断涌现。在治疗过程中,需根据患者的具体病情和个体差异进行个体化的治疗干预措施选择。此外,加强药物监管、提高患者的用药安全意识,也是预防 CADRs 发生的重要措施之一。通过持续深入研究 CADRs 的发病机制并探索有效的治疗干预措施,我们有望为 CADRs 患者提供更加优质的治疗和更良好的预后。




✩ 文章内容仅用于学术探讨,供医疗专业人士阅读

参考文献(上下滑动查看)

Nordmann, T.M., Anderton, H., Hasegawa, A. et al. Spatial proteomics identifies JAKi as treatment for a lethal skin disease. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08061-0IF: 50.5 Q1 B1


审核 | 福建医科大学附属第一医院 纪超教授

策划|Ellen

题图 | 站酷海洛

投稿|luweiying@dxy.cn


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