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华山医院风湿免疫科硬皮病研究成果
发布时间:2019-09-16 14:57
目前硬皮病(SSc)病因不明,研究认为具有遗传易感性的人群在环境因素的激发下机体稳态失衡,导致血管病变,自身免疫紊乱,成纤维细胞活化,后者合成大量细胞外基质,造成组织广泛纤维化改变,原有结构破坏和器官功能丧失。通过对发病环节重要靶点的深入研究,有助于我们全面了解SSc发病机制,从而寻找有效治疗靶点。近年来,华山医院风湿科围绕SSc展开一系列的研究,包括针对中国汉族人群遗传学研究,分子免疫机制探索,临床队列研究,在SSc研究领域取得了一定成绩。

在遗传学研究方面,我们开展了旨在分析SSc患者HLA-DPB1等位基因特征,明确其与SSc临床特征的关联研究。我中心在338名SSc患者队列中发现了38个HLA-DPB1等位基因。在SSc人群中,HLA-DPB1*03:01基因频率显著增加。此外,携带HLA-DPB1*03:01的患者更易发生肺纤维化,HLA-DPB1*04基因携带者抗着丝粒自身抗体阳性率显著增加1。近年来全基因组关联研究表明,在欧洲人群中,CD247的rs2056626基因与SSc密切相关。我中心结果显示CD247的rs2056626基因与汉族人群中SSc患者无明显关联,进一步表明了不同SSc群体的遗传异质性2。我中心一项全基因组拷贝数变异筛查显示,APOBEC3A/B和HLA-DQA1可作为评估汉族人群SSc患者的生物标志物3。此外,表观遗传学修饰,包括DNA甲基化,也在SSc疾病的发病机制中起到重要作用。在此项研究中,我们测定24名SSc患者及24名匹配对照的CD4+及CD8+T细胞全基因组DNA甲基化水平,并验证差异甲基化区域。结果显示,5种I型IFN相关基因存在改变,I型IFNα/β蛋白水平与DNA甲基化状态存在明显关联,表明I型IFN相关基因的低甲基化可能在SSc发病机制中起到关键作用4

在分子免疫机制方面,借助动物模型研究发病机制和干预手段必不可少,我们前期已经成功通过博来霉素、血管紧张素II、以及抗拓扑异构酶I抗体诱导了SSc小鼠模型,还建立了硬皮病样移植物抗宿主病(sclerodermatous graft cersus host disease, Scl-GVHD)模型。其中博来霉素诱导的SSc小鼠模型目前广泛运用于SSc的研究之中。不同于传统的每日皮下注射博来霉素诱导动物模型,我们通过在小鼠皮下埋入载有博来霉素的微渗透压泵,通过持续释放博来霉素,诱导出伴有肺间质性纤维化改变的SSc小鼠模型5,同时也获得了发明专利。我们改进了传统Scl-GVHD模型,将来自B10.D2供体小鼠的脾细胞移植到免疫缺陷Rag-2的BALB/c小鼠中,结果显示该模型可诱导小鼠出现皮肤和多脏器炎症和纤维化的改变6。PI3K/Akt/mTOR信号通路在SSc疾病中起到重要作用。运用博来霉素诱导的SSc动物模型,我们发现Sirt1通过白藜芦醇活化后,可通过mTOR通路抑制SSc模型小鼠炎症和纤维化的发生7。进一步研究发现抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路相较于单独抑制mTOR,能更加明显抑制SSc模型小鼠皮肤纤维化8,提示PI3K/Akt/mTOR信号通路可能是SSc治疗的潜在靶点,同时也揭示了在SSc纤维化过程中PI3K/Akt/mTOR通路存在抑制反馈环路。近年来,我们还开展了包括Sirtuin19,S100A910, SPARC, CCR2和SMAD311等的基础研究,通过动物模型及体外实验证实,这些潜在靶点在SSc治疗中可能起到重要作用。运用Scl-GVHD小鼠模型,我们发现5-氨基乙酰丙酸(aminolevulinic acid, ALA)和柠檬酸亚铁钠(sodium ferrous citrate, SFC)组合治疗对Scl-GVHD小鼠模型诱导的皮肤及耳纤维化具有明显改善,表明5-ALA/SFC可能在SSc治疗中发挥治疗作用12

在临床研究中,我们建立了多中心SSc患者队列。通过对419例中国汉族SSc患者与834例美国高加索SSc患者的临床和抗体分型进行对比,结果显示相较于中国汉族SSc患者中,dcSSc患者比例较高,抗拓扑异构酶I抗体和抗U1RNP抗体阳性率更高,而抗着丝点抗体和抗RNA聚合酶3抗体阳性率较低。本研究首次报道了中国汉族与美国高加索SSc患者在临床分型和抗体分布中存在显著差异13。此外,我们还探索了甲襞毛细血管镜、高频弹性超声、皮肤活检等在SSc中的应用,以及对SSc患者周围血管病变和皮肤纤维化中的评估及预测价值。
SSc发病率虽低,但是我国幅员辽阔,人口庞大,因此患者总数不少,且都分布在全国各地。由于对SSc患者开展集中实地宣教非常有难度,于是开展多样化科普教育不可或缺。在邹和建教授的带领下,我们广泛开展了线上科普教育,也是华山医院风湿免疫科的一大特色和品牌。华山医院风湿免疫科拥有科室的微博、微信公众号、喜马拉雅等等,旨在通过这些新媒体平台将正确、专业的疾病知识直接传递给患者和家属。

SSc虽为罕见病,然而其为纤维化疾病的原型,加深对SSc的认识具有重要借鉴意义。同时,我们也提出所有SSc患者都应实现及时而准确的诊断,有效而恰当的治疗,最终改变这一罕见病的诊疗现状。而鉴于这些疾病的低发病率,有些人可能会质疑达成这一愿景的经济成本的合理性。从人的角度而言,我们相信每一个患有疾病的人,无论是罕见的还是常见的,都有同样的诊断和治疗的权利,而且以往因为对罕见病的认识不足,导致现有医疗系统中对未明确诊断或未合理治疗的罕见病患者的成本是不合理地增长的。

期待着我们通过与国内、外广泛合作,全面深入了解SSc发病机制和临床特征的异质性。目前基于器官并发症的治疗手段更为丰富,尤其是肺动脉高压和肾危象的患者获益明显,然而对于皮肤及肺纤维化,仍需进一步发现并论证潜在治疗方法。其他并发症如指端溃疡、消化道病变等虽短时间并不能威胁患者生命,然而严重影响患者生活质量,也值得广泛关注,多学科介入可更有效干预。根据遗传学和分子免疫学对患者进行分层,针对致病环节重要靶点进行干预,是未来SSc研究领域重要方向。

相关论著
1              Wang, J. et al. Association of HLA-DPB1 with scleroderma and its clinical features in Chinese population. PloS one 9, e87363, doi:10.1371/journal.pone.0087363 (2014).
2              Wang, J. et al. Lack of Association of the CD247 SNP rs2056626 with Systemic Sclerosis in Han Chinese. The open rheumatology journal 8, 43-45, doi:10.2174/1874312901408010043 (2014).
3              Guo, S. et al. Copy Number Variation of HLA-DQA1 and APOBEC3A/3B Contribute to the Susceptibility of Systemic Sclerosis in the Chinese Han Population. The Journal of rheumatology 43, 880-886, doi:10.3899/jrheum.150945 (2016).
4              Ding, W. et al. Genome-Wide DNA Methylation Analysis in Systemic Sclerosis Reveals Hypomethylation of IFN-Associated Genes in CD4(+) and CD8(+) T Cells. The Journal of investigative dermatology 138, 1069-1077, doi:10.1016/j.jid.2017.12.003 (2018).
5              Liang, M. et al. A modified murine model of systemic sclerosis: bleomycin given by pump infusion induced skin and pulmonary inflammation and fibrosis. Laboratory investigation; a journal of technical methods and pathology 95, 342-350, doi:10.1038/labinvest.2014.145 (2015).
6              Yang, X. et al. A modified graft-versus-host-induced model for systemic sclerosis, with pulmonary fibrosis in Rag2-deficient mice. FEBS open bio 7, 1316-1327, doi:10.1002/2211-5463.12268 (2017).
7              Zhu, X. et al. Sirt1 ameliorates systemic sclerosis by targeting the mTOR pathway. Journal of dermatological science 87, 149-158, doi:10.1016/j.jdermsci.2017.04.013 (2017).
8              Liang, M. et al. Vertical inhibition of PI3K/Akt/mTOR signaling demonstrates in vitro and in vivo anti-fibrotic activity. Journal of dermatological science 76, 104-111, doi:10.1016/j.jdermsci.2014.08.002 (2014).
9              Chu, H. et al. Sirtuin1 Protects against Systemic Sclerosis-related Pulmonary Fibrosis by Decreasing Proinflammatory and Profibrotic Processes. American journal of respiratory cell and molecular biology 58, 28-39, doi:10.1165/rcmb.2016-0192OC (2018).
10           Xu, X. et al. S100A9 aggravates bleomycin-induced dermal fibrosis in mice via activation of ERK1/2 MAPK and NF-kappaB pathways. Iranian journal of basic medical sciences 21, 194-201, doi:10.22038/ijbms.2018.19987.5255 (2018).
11            Ding, W. et al. Evaluation of the antifibrotic potency by knocking down SPARC, CCR2 and SMAD3. EBioMedicine 38, 238-247, doi:10.1016/j.ebiom.2018.11.016 (2018).
12           Liu, C. et al. Combination of 5-aminolevulinic acid and iron prevents skin fibrosis in murine sclerodermatous graft-versus-host disease.  27, 1104-1111, doi:10.1111/exd.13730 (2018).
13           Wang, J. et al. Clinical and serological features of systemic sclerosis in a Chinese cohort. Clinical rheumatology 32, 617-621, doi:10.1007/s10067-012-2145-7 (2013).