Nature等三篇论文从基因、自身免疫、微生物角度解开炎症性肠病(IBD)谜团,有助于新疗法开发

文摘   2024-08-23 09:03   北京  

图:产生黏液的细胞(粉红色)钉在溃疡性结肠炎患者的肠道上

炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)是一种引起消化道慢性炎症的痛苦疾病。两种最常见的IBD是溃疡性结肠炎(ulcerative colitis)和克罗恩病(Crohn’s disease)。两者都会引起腹泻、贫血和腹部绞痛。像许多自身免疫性疾病一样,IBD的病因不明且复杂,遗传和环境都有影响。这种疾病的发病率在世界许多地区都在上升。

遗传学家James Lee和他的同事6月份在Nature上发表了一篇论文,将一种基因与IBD联系起来。Lee的论文,是最近几篇为IBD患者提供了希望的论文中的一篇。Lee和他的同事们发现,在免疫系统中很重要的一种基因活性的变化可能会导致某些疾病。另一项研究发现,一些患有IBD的人产生的抗体使一种关键的抗炎蛋白丧失功能。第三项研究追踪了肠道细菌群体如何适应炎症环境。

这些论文从不同的角度研究了IBD,但它们共同提供了一种方法,让医生有一天能够更好地为IBD患者匹配合适的治疗方法。并不是每一个炎症性肠病患者都是一样的。如果能在某种程度上描绘出这种差异,将能够更好地治疗这些人。


基因活性的变化

在过去的十年里,研究人员已经收集了一长串与IBD有关的基因变异。但是Lee和他的同事们决定研究基因组中很少有遗传学家费心去研究的区域——“基因沙漠”,之所以这样命名是因为它没有任何可识别的基因。“我们不知道我们会发现什么,”他说。“而我们最终找到了炎症反应的主要调节器。”

这个主调节器是一段DNA,它控制着ETS2基因的活性,这个基因位于远离基因沙漠的地方。研究小组发现,高水平的ETS2活性可以增强巨噬细胞的促炎能力。

这一发现还表明,一类被称为MEK抑制剂的抗癌药物可能会阻止ETS2的激活。研究小组发现,在实验室培养的细胞中,这些药物可以阻断ETS2蛋白的作用,包括促进炎症分子的释放。但是如果长期使用,MEK抑制剂会对其他细胞产生毒性,Lee说,因此该团队正在开发一种方法,在对IBD患者进行测试之前,只将这些抑制剂传递给巨噬细胞。


失常的自身抗体

另一项研究发现,在不久的将来,一组IBD患者可能会有新的治疗选择。英国纽卡斯尔大学的儿科免疫学家Sophie Hambleton和她的同事分析了两名患有IBD的儿童的样本。科学家们发现,这些孩子体内产生的抗体可以阻断一种名为IL-10的蛋白质的活性。这种蛋白质对肠道有消炎作用。

但研究人员在7月份的《新英格兰医学杂志》(New England Journal of Medicine)上报道称,儿童体内的抗体意味着IL-10无法抑制肠道内的炎症,从而导致IBD。一旦确定了IL-10与他们的疾病之间的联系,其中一个孩子就接受了消除抗体的治疗,症状得到了缓解。

Hambleton说,目前还不清楚有多少IBD患者会产生针对自身IL-10的抗体。但是,当研究小组观察患有IBD的成年人样本时,他们发现少数人很明显也产生抗体。她说:“我们非常有信心,这将成为更多患者的促进机制。”


微生物反应

除了遗传和免疫因素外,微生物被认为在IBD中起作用。在第三项研究中,哈佛医学院研究人类微生物组的Christopher Smillie和他的同事观察了慢性炎症如何影响消化道中微生物的进化。

他们在患有和不患有IBD的人的粪便样本中发现了14万种细菌菌株。这些菌株中有数百种与IBD有关,其中许多似乎已经适应了在炎症组织中生活。其中,有几种可以用来预测疾病的严重程度:例如,随着一种与炎症相关的蛋白质水平上升,一些Eggerthella lenta 菌株的丰度下降。研究结果发表在7月份的《Cell Host & Microbe》杂志上。

Smillie希望这些微生物的特征将用于开发监测疾病进展的方法,并根据他们对潜在治疗的反应可能性将IBD患者分类。

这些研究中的每一项都有助于实现这一目标,但工作仍处于初步阶段,密歇根大学医学院的免疫学家Gabriel Nuñez说。例如,他指出,微生物研究并没有表明这些微生物中的任何一种会导致疾病。目前尚不清楚有多少IBD患者改变了ETS2活性或产生了针对IL-10的自身抗体。“也许这些都是罕见的病人,世界上只有少数人会受益,”他说。

然而,他补充说,如果只有少数人因为这些结果而感到宽慰,那将是一种进步。“即使你只治愈了一个病人,对那个病人和他的家人来说也很重要。”

论文链接:

1.https://doi.org/10.1038/s41586-024-07501-1

2.DOI: 10.1056/NEJMoa2312302

3.DOI: 10.1016/j.chom.2024.05.022

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