Olink文献分享|| 血清标志物为实现斑秃无创诊断和靶向治疗提供新希望
标题:综合头皮和血液生物标志物系统性揭示斑秃发病机制2021
单位:西奈山伊坎医学院
期刊:Allergy IF 13.146
斑秃是一种常见的非瘢痕性T细胞介导的脱发疾病,可诱发全身炎症病并影响近2%的人群,以头皮组织和血液中免疫失调为特征,目前没有长期有效的治疗方法。去年10月,《Allergy》杂志上刊登“An integrated scalp and blood biomarker approach suggests the systemic nature of alopecia areata”,研究通过揭示头皮和血清生物标志物增加了中度至重度斑秃表型失调机制的理解,揭示了该疾病的系统性,为斑秃的靶向治疗提供新的思路。
研究思路
· 样本类型:18名斑秃患者病变与非病变头皮穿刺组织、血清;8名健康对照头皮组织、血清
· 检测平台: Olink Target 96(炎症、心血管II、心血管III、神经)、mRNA-seq
结果展示
一、mRNA-seq结果发现斑秃病变头皮中Th1和Th2细胞相关产物表达增加,头发相关角蛋白表达被抑制,且与临床疾病严重程度显著相关
头皮mRNA-seq结果显示,与健康头皮(N)和非病变头皮(NL)相比,斑秃患者病变头皮(LS)中T细胞相关细胞因子(IFNG、IL12B/IL -12/23p40、CCL4、CD2、IL-8等)表达显著升高,且JAK-STAT 信号通路中JAK3基因表达显著升高,头发相关角蛋白(KRT)基因表达显著下调。GSVA分析显示病变头皮中,Th1、Th2通路显著升高,Th17通路无显著差异。免疫组化验证发现与正常头皮相比,斑秃患者病变与非病变头皮中Tryptase(肥大细胞释放的促炎因子)和NKG2D(JAK3驱动)表达均显著升高。
通过全局通路相关性分析发现,Th1和Th2通路与非病变头皮的疾病严重程度显着相关(p<0.05),Th2通路在病变头皮中趋于显着(p<0.1)。
二、Olink揭示斑秃患者血清炎症和心血管蛋白组特征,且与头皮组织炎症基因标志物表达相关
研究人员通过Olink高通量蛋白组学评估了斑秃患者血清中360个蛋白质的表达。了解头皮和血清标志物之间的关系对于改善患者预后具有重要意义,因此研究人员着重分析了同一斑秃患者血清和头皮中重叠的340个标志物。在病变头皮中,Th2(CCL17)和心血管/动脉粥样硬化相关标志物(CCL2、MMP9、PDGFA、AGER、IL1RL1/ST2/IL33R)的存在均与血清表达显着相关(R≥0.6,p<0.05),而 LPL 趋于显着性(p<0.1)。在非病变头皮中,炎症/心血管相关标志物CD40、AXL和TNFSF14的表达与血清表达显着相关(R >0.6,p<0.05),MMP12 趋向于显着性(p<0.1)。其中,CD40在斑秃鼠抗原呈递细胞的单样本基因集富集分析升高,可能与斑秃发病机制有关。
三、斑秃头皮组织与血液相比表现出更大的免疫失调
研究人员为了进一步探究斑秃患者免疫失调的主要来源,对斑秃患者和健康对照的血液和组织差异物质进行比较,发现病变/非病变斑秃患者与健康头皮之间的差异更大且更显着。值得注意的是,与血液相比,在病变头皮与正常头皮中表达增加的标志物主要与免疫相关,尤其是和Th1(IFNG、IL12B/IL-12/23p40、CXCL9、CXCL10、CXCL11)、Th2(IL-13 、CCL13)、先天性 (IL-6) 和全身炎症 (MMP12) 途径相关,且组织与血液中具有类似的趋势。说明这些细胞因子和趋化因子可能是从头皮病变扩散到血液中。
四、建立与斑秃严重程度相关的综合评估模型
研究人员使用 μScores建立了与斑秃严重程度相关(SALT评分)的血清标志物模型(R=0.98,p<0.01)。越来越多的证据表明斑秃可能是一种全身性疾病,在很长一段时间内急性心肌梗死的发生率增加,全身免疫和心血管生物标志物失调。通过结合组织和血清中的综合标志物模型与SALT结果相关性最高(R=0.99,p<0.01),表明中度至重度斑秃患者可能需要全身治疗以逆转广泛的头皮和身体脱发以消除与疾病相关的全身异常症状。
总的来说,这篇文章建立的头皮和血液综合生物标志物方法可能对跟踪斑秃中的特定免疫轴提供见解。为未来靶向治疗研究确定哪些标志物可用于跟踪或预测治疗反应提供指导,使患者能够在早期选择更温和或更针对性的治疗方式来预防严重的全身性疾病的发作。
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