Your Good Partner in Biology Research

改良的红细胞可以防止有害的免疫反应

日期:2023-11-20 11:36:00

根据美国自身免疫相关疾病协会的数据,已经确认了大约80-100种不同的自身免疫疾病,而至少还有40种其他疾病被怀疑具有自身免疫基础。这些疾病总共影响着全球超过2.5亿人,并且还有更多人患有慢性炎症性疾病。此外,自身免疫疾病的发病率正以令人担忧的速度增长。总之,自身免疫疾病正逐渐成为一种健康负担。

一些最常见的自身免疫疾病包括格雷夫斯病、哈希莫托甲状腺炎、全身性红斑狼疮(SLE或狼疮)、1型糖尿病(T1D)、多发性硬化症(MS)、类风湿性关节炎(RA)和炎症性肠病(IBD)。这些疾病是慢性的,有时甚至可能危及生命。有必要提高对这些疾病的认识。


1. 什么是自身免疫性疾病?

正如其名称所示,自身免疫疾病是与我们的免疫系统有关的一种疾病。

我们的免疫系统是一个由许多生物组成和过程构成的系统,用于保护我们免受疾病的侵害。我们生活环境中以及我们自身都存在着大量微生物。其中一些微生物具有使我们生病的能力。通常情况下,我们的免疫系统的功能是感知并对抗这些外来入侵者,以保持我们的健康。

然而,我们的免疫系统可能会错误地攻击身体的自身组织。由此产生的炎症和组织损伤可以导致从轻微到严重的症状,甚至导致死亡。自身免疫疾病可以影响我们身体的几乎任何部位,如皮肤、关节、肠道、甲状腺、眼睛、脊髓和大脑。症状可能因缺陷免疫反应的类型和位置而有所不同。尽管不同自身免疫疾病的症状各不相同,但通常会有一些共同点,如疲劳、头晕、肌肉疼痛、肿胀和红肿,以及低烧。

简而言之,自身免疫疾病是免疫系统的功能失调,导致身体攻击自身组织。


2. 是什么导致了自身免疫性疾病?

自身免疫疾病的确切原因尚未完全理解。在许多情况下,医生不知道为什么患者的免疫系统出现问题。但关于是什么导致或增加了这些疾病的风险,存在许多理论和假设。

首先,发展自身免疫疾病的风险在男女之间不同。流行病学研究表明,在80多种自身免疫疾病中,总体估计患病率为4.5%,男性为2.7%,女性为6.4% [1]。这意味着基本上,女性比男性更容易患自身免疫疾病。有许多可能的方式来解释这种女性优势。原因可能包括荷尔蒙、遗传差异、行为、环境和其他未知因素。

其次,明显的是遗传因素影响了自身免疫疾病的发病率。例如,一些家庭比其他家庭更容易受到自身免疫疾病的影响。但并非所有家庭成员都患同一种疾病。他们继承了患自身免疫疾病的易感性。此外,科学家已经确定了一些自身免疫疾病的风险基因候选者。例如,携带某些HLA-DQA1、HLA-DQB1和HLA-DRB1基因的人似乎更容易患1型糖尿病 [2]

第三,环境因素可能影响自身免疫疾病的发病率。这些环境因素包括感染、职业暴露和一般暴露。例如,肠道病毒感染与1型糖尿病相关 [3];全身性硬皮病与职业暴露于二氧化硅粉尘或溶剂有关 [4];红斑狼疮抗体(抗Sm和抗RNP)已检测到植入硅胶假体的患者中,这些抗体在移除假体后消失。

第四,饮食可能也很重要。高脂肪、高糖和含大量加工食品的饮食被认为会增加自身免疫疾病的风险。但目前缺乏强有力的证据来支持这一假设。

第五,过于清洁的环境可能也是问题的一部分。由于疫苗和消毒剂的使用,现在的孩子与过去相比接触到细菌的机会要少得多。这可能会导致免疫系统对无害物质产生过度反应。


3. 如何治疗自身免疫性疾病?

目前,尚无已知的自身免疫性疾病治愈方法,但有许多种类的药物可用于治疗。您接受的治疗类型取决于疾病的种类和阶段、疾病的严重程度和具体症状。治疗的主要目标是改善症状、最小化组织损伤并保持器官功能。常用的药物包括免疫抑制剂、抗炎药物以及替代内脏器官功能的治疗。

免疫抑制剂是一类减弱免疫系统功能的药物,可以分为几种不同的类别,如糖皮质激素、钙调神经酶抑制剂、mTOR抑制剂、IMDH抑制剂、生物制剂和单克隆抗体。

不同类别的免疫抑制剂通过抑制免疫系统的不同部分来发挥作用。大多数免疫抑制剂的目标是T细胞,因为这些细胞在细胞介导的免疫反应中起关键作用。

免疫抑制剂对于自身免疫性疾病的治疗至关重要,但其中许多药物都伴随着轻微到严重的副作用。当免疫抑制剂减弱免疫系统的功能时,它不仅抑制了触发疾病的异常免疫反应,还抑制了对抗病原体的保护性免疫反应。因此,使用免疫抑制剂治疗可能会增加患者感染的风险。免疫抑制剂的其他副作用可能包括食欲不振、呕吐、腹泻、高血压、体重增加等。

非甾体抗炎药物(NSAIDS)和糖皮质激素抗炎药物也用于治疗自身免疫性疾病。这些药物有助于减轻炎症及相关的疼痛、肿胀和发热。

在一些自身免疫疾病中,人体不再产生身体正常运作所需的特定物质,例如糖尿病中的胰岛素和自身免疫性甲状腺疾病中的甲状腺素。对于这些疾病,替代胰岛素或甲状腺素是一种关键的治疗策略。

此外,在极端情况下,患有自身免疫性疾病的患者可能需要接受手术。


4. 关于自身免疫性疾病治疗的最新研究发现是什么?

肿瘤标志物广泛用于实验室测试,尽管其中一些符合设定标准,而一些则不符合。在这里,我们尽可能完整地列出了常见的肿瘤标志物(表1)。

不断有关于自身免疫性疾病的新治疗方法正在研究中。

在一项发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的新研究中,来自麻省理工学院(MIT)的白头研究所的研究人员报告了一种新的方法,用于预防和减轻两种常见的自身免疫性疾病,即1型糖尿病和多发性硬化症 [5]

在他们的研究中,研究人员通过基因工程改造红细胞,使其携带导致自身免疫性疾病中异常免疫反应的疾病引发抗原——来自引起自身免疫疾病中异常免疫反应的细胞的蛋白质片段。当这些经过改造的红细胞注射到小鼠模型中时,它们教导小鼠免疫系统忽略这些抗原,从而预防了有害的免疫反应和症状。

这项新研究的目标是规避非特异性免疫抑制引起的副作用。为了实现这一目标,研究人员着手探索另一种称为耐受诱导的方法。

耐受诱导已经被视为控制自身免疫性疾病的一种潜在方法。在这种方法中,身体被训练将治疗产品视为身体的正常部分,而不对其产生反应。然而,仍然存在许多问题需要解决。例如,在治疗产品到达目标部位之前,它可能会被身体降解。

当前的研究使用红细胞来传递抗原。研究人员从小鼠中收集血液,并改造红细胞以携带触发有害免疫反应的抗原。然后,经过改造的红细胞被输血回1型糖尿病和多发性硬化症的小鼠模型体内。结果显示,经过改造的红细胞治疗显著减轻了疾病症状。

这种方法利用了体内红细胞清除途径。由于红细胞被处理时,免疫系统确定它们是"自身",因此携带的抗原也被视为"自身"而被耐受。

研究论文的第一作者,MIT的学生Novalia Pishesha解释说,"基本上,我们正在劫持红细胞的清除途径,使外来抗原伪装成红细胞自身,从而在过程中被耐受。"

总之,该研究在小鼠中展示了携带抗原的红细胞在治疗1型糖尿病和多发性硬化症方面的有效性。研究人员总结道:"携带抗原的红细胞可能为治疗自身免疫性疾病提供一种简单的方法,而不损害全身免疫力。"

该研究的合作主要作者之一、MIT教授Harvey Lodish指出,"这是自身免疫性疾病治疗方法发展中的一个非常有前景的步骤。"

但该研究的发现是在小鼠中进行的,它们是否适用于人类仍然未知。尽管如此,该研究为开发自身免疫性疾病治疗药物提供了新的途径。



参考文献:

[1] Scott M.Hayter et al, Updated assessment of the prevalence, spectrum and case definition of autoimmune disease, Autoimmunity Reviews (2012).

[2] Xinli Hu et al, Additive and interaction effects at three amino acid positions in HLA-DQ and HLA-DR molecules drive type 1 diabetes risk, Nature Genetics (2015).

[3] L. C. Stene et al, Immunology in the clinic review series; focus on type 1 diabetes and viruses: the enterovirus link to type 1 diabetes: critical review of human studies, Clinical and experimental immunology (2011).

[4] E Diot et al, Systemic sclerosis and occupational risk factors: a case–control study, Occupational & Environmental Medicine (2002).

[5] Novalia Pishesha et al, Engineered erythrocytes covalently linked to antigenic peptides can protect against autoimmune disease, PNAS (2017).