數量激增后暴發!科學家在血液中發現一種新細胞 可預測類風濕性關節炎發作

Evelyn Zhang

科學家檢測了類風濕性關節炎(RA)患者的血液,并發現了一種以前從未見過的細胞類型。這種細胞可以預先警告癥狀惡化,為患者提供及早治療的可能。

洛克菲勒大學霍華德·休斯醫學研究所(Howard Hughes Medical Institute )研究員羅伯特·達內爾博士領導的RNA測序研究顯示,在疾病暴發前一周,被稱為“炎癥前間充質細胞”(pre-inflammation mesenchymal,PRIME)的細胞數量會在血液中積累。

北京個別患者出現“非典型”癥狀

這些新發現的細胞不僅提供了新的見解,可以更好地預測何時會出現劇烈疼痛和腫脹,還可能為類風濕關節炎的根本原因提供新的見解,并可能為治療甚至防止暴發提供新的途徑。

達內爾說:“如果我們能夠可靠地識別出病人體內的這些新細胞,我們或許就能告訴他們‘你馬上就要暴發了’,這樣他們就能做好準備。”

“這將使耀斑的破壞性更小,更容易管理。該團隊在《新英格蘭醫學雜志》(NEJM)上發表的論文題為“RNA Identification of PRIME Cells Predicting Rheumatoid Arthritis Flares”。

類風濕關節炎是一種免疫系統疾病,引起關節炎癥,特別是手和腳周圍。它會使人衰弱,經常發生在三四十歲的人身上。而且這些癥狀通常是一波又一波地出現。“周期性的穩定被不可預測的疾病活動打斷。”作者寫道。

目前針對這類疾病的療法主要是類固醇,它可以治療這些癥狀,但無法治愈。

雖然類風濕性關節炎的癥狀在嚴重程度上各不相同,但目前對這些癥狀的消退和消退原因知之甚少。研究人員指出,他們最新對血液的研究中,已經確定了少數與類風濕性關節炎活動有顯著關聯的基因。

達內爾領導的小組研究了RNA及其與癌癥和神經系統疾病等疾病的聯系。在風濕性關節炎的研究中,研究人員并沒有直接觀察受影響的關節,而是檢查了導致耀斑的血液變化。他們使用了一種被稱為縱向RNA測序的技術——一種長期分析基因表達的方法——來觀察疾病狀態下的任何變化。這項技術可以精確地發現患者關節炎癥狀的分子變化。

要使用這種方法,實驗室需要大量的數據。類風濕性關節炎患者通常會每月去醫院做一次驗血,但科學家們想看看每周血液基因表達模式的變化。因此,他們不再讓病人每周來醫院,而是開發了一種用于在家采集樣本的手指穿刺工具。他們寫道:“…我們試圖優化方法,使患者自己能夠獲得用于RNA測序(RNA-seq)的指尖血液標本,便于在幾個月到幾年的時間內每周采血。”

在四年的時間里,患者將他們的血樣郵寄到實驗室,同時報告了他們的癥狀,并記錄了耀斑發生的時間。研究人員分析了癥狀惡化前幾周收集的血液。

第一個觀察結果不出所料。在耀斑暴發前兩周收集的樣本中,研究人員觀察到免疫系統B細胞的增加。達內爾說,這并不是沒有預料到的,因為研究人員已經知道,這些細胞會攻擊類風濕關節炎患者的關節。

新細胞預測類風濕性關節炎發作

類風濕關節炎引起關節疼痛和炎癥。B細胞(如圖所示)在這種疾病中發揮了作用。這些細胞可能會激活初始細胞,即在癥狀發作前出現在血液中的新發現的細胞。

但在耀斑暴發前幾天收集的樣本中,科學家們注意到RNA的增加,與任何已知類型的血液或免疫細胞的遺傳特征不匹配。達內爾實驗室的臨床研究助理教授、風濕病學家Dana Orange博士評論說:“這讓我們想到了一些可疑的事情。”

這些細胞看起來不像血液中正常存在的任何細胞。相反,RNA的特征與骨骼、軟骨或肌肉細胞相似。Orange說:“我們很驚訝地發現耀斑前表達的基因通常在骨骼、肌肉和細胞外基質中活躍,這是在血細胞中發現的奇怪途徑。”“這確實激起了我們的興趣。”

這些新細胞被他們稱為“PRIME細胞”,通常只在血液中處于低水平,但在耀斑暴發前的一周,這些新細胞數量激增,然后在耀斑暴發期間幾乎全部消失。“縱向基因組分析類風濕性關節炎耀斑顯示,原始細胞在暴發前就存在血液之中。并且模型顯示,這些細胞在耀斑暴發前幾周被B細胞激活,隨后從血液中輸出并進入滑膜。”研究人員報道。

PRIME細胞的功能還有待確定,但科學家們已經有了一些線索。基于RNA表達譜,他們發現這些細胞與關節組織內的滑膜成纖維細胞驚人地相似。達內爾認為,PRIME細胞可能是這些成纖維細胞的前體,這些成纖維細胞在引起類風濕性關節炎癥狀中起著重要作用。例如,在老鼠實驗中,科學家將成纖維細胞從發炎的關節移植到健康的關節中,受移植者的關節后來也會患上關節炎。“綜上所述,我們的觀察提示了一種模型,即B細胞的連續激活恰好在耀斑暴發前激活了原始細胞;這些細胞在炎癥的滑膜中表現為炎癥下成纖維細胞。”

科學家們正在努力盡可能多地了解原始細胞,以及如何快速地檢測它們。如果醫生能夠很容易地檢測出血液中原始細胞的存在,他們可能就能預先警告病人暴發的可能性。“對于醫生和病人來說,在病情發作前進行干預總是比僅僅治療癥狀要好。”

此外,如果證明了主要細胞在引發炎癥中起作用,這一發現也可能為開發減少炎癥的療法打開大門。“如果這些細胞是關節疾病的前兆,它們就會成為新藥的潛在靶點。”

研究小組下一步的工作之一是在更多的患者中評估這些主要細胞的存在是否可以重復預測耀斑。研究人員仍在為這項研究招募患者;目前,該團隊的血液采集系統僅可用于研究。達內爾還想研究原始細胞的分子特性。

編譯/前瞻經濟學人APP資訊組

原文來源:https://www.genengnews.com/news/rheumatoid-arthritis-flares-forewarned-by-blood-levels-of-newly-identified-cell-type/

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