这项由WEHI主导、与皇家墨尔本医院合作开展的研究,揭示了肠道细胞中一个可使其易受损伤的隐匿性缺陷。在一些疾病看似已得到良好控制的患者中,仍能检测到这一问题。
该研究成果发表在《科学》(Science)杂志上,可能有助于解释为何炎症性肠病患者即使在达到缓解期后仍会经历突然的病情发作。
主要发现
WEHI研究人员在炎症性肠病患者的肠道细胞中发现了一种“潜伏性”分子缺陷。
该缺陷涉及异常的细胞死亡,即使在疾病得到良好控制的患者中也能被检测到。
这项通过与皇家墨尔本医院广泛合作开展的工作,最终可能有助于更早地预测病情发作、实现更精确的监测,以及为患者提供更贴合个体需求的治疗。
肠道细胞中的隐匿性问题
炎症性肠病(IBD)包括克罗恩病和溃疡性结肠炎等疾病,是一种慢性疾病,影响着约18万澳大利亚人。
IBD患者可能会出现严重症状,包括直肠出血、腹痛、腹泻、疲劳和体重下降。
现代疗法可以帮助许多患者达到缓解期,但IBD的诊断和管理仍然具有挑战性。
该疾病通常在症状得到控制的时期与突然发作之间交替,发作时可能严重到需要住院治疗。
研究合著者Andre Samson博士表示,研究人员发现,即使患者感觉良好且疾病看似稳定时,肠道细胞仍可能保持易损状态。
“一旦确诊,IBD就不会消失。即使你在当前治疗下变得无症状,我们知道你仍有可能出现病情发作或复发,”Samson博士说。
“我们在患者样本中发现的是,肠道细胞已准备好死亡。即使在基本无症状的患者中,这种持续存在的问题仍然存在。”
细胞死亡可能推动IBD发展
这些结果挑战了IBD中的细胞死亡仅仅是炎症造成的损伤这一假设。相反,研究人员表示,异常的细胞死亡可能参与了推动疾病本身的发展。
该缺陷在疾病活动的最早阶段就已经存在,包括在临床轻度IBD患者中。检测它需要详细的分子分析。
研究合著者James Murphy教授表示,这一发现揭示了一个“潜伏性”的分子问题,并促使研究人员更加关注疾病过程开始时发生的情况。
“大多数人一直关注的是主要的临床问题,即当某人因严重的肠道炎症来到医院时,”WEHI副所长兼实验室负责人Murphy教授说。
“我们走到了另一端,观察了没有明显活动性疾病迹象的肠道组织。我们发现的是这种分子缺陷在疾病进展的极早期就发生了——它是倒下的第一批多米诺骨牌之一。”
人体组织揭示未来病情发作的线索
该研究完全依赖于人体组织和患者来源的类器官。
通过与皇家墨尔本医院的临床医生合作,研究团队从80名患有和未患IBD的人中收集了约900份活检样本。研究人员利用这些样本培养类器官——源自患者的实验室培养组织——使他们能够直接在人类细胞中研究该疾病。
研究合著者Edwin Hawkins教授是样本分析所在地Colonial Foundation诊断中心的负责人,他表示,患者群体的规模和性质是该研究的重要优势。
“虽然细胞死亡长期以来一直被认为与IBD有关,但它在人类中是如何发生的仍不清楚,这可能是因为大多数研究依赖于小鼠模型,而这些模型往往不能准确模拟人类状况,”WEHI实验室负责人Hawkins教授说。
“我们的研究基于人体组织和患者活检。”
随后,研究人员对患者进行了两年多的追踪。他们发现,表现出更强肠道细胞死亡信号的人也更有可能经历复发。
迈向更早的IBD检测
IBD在不同个体间的表现可能截然不同,这使得很难预测谁会对特定治疗产生反应,或者谁最有可能复发。
研究合著者Jiyi Pang博士表示,新识别的分子信号最终可能帮助科学家开发更精确的工具,用于监测患者并根据个体疾病的生物学特性选择治疗方案。
“IBD的病因在很大程度上尚不清楚,且相当多变,”Pang博士说。
“通过使用在培养皿中培养的微型肠道类器官,并与由不同领域的研究人员和临床医生组成的团队合作,我们揭示了导致这种细胞死亡反应的炎症信号。”
“我们现在掌握了疾病在分子层面基础的标志特征。问题是其中哪些具有治疗可操作性,以及它们是否能帮助我们更好地根据患者疾病在分子层面的表现来匹配治疗方案。”
更个性化的治疗或将随之而来
研究合著者Aysha Al-Ani博士提醒说,这些发现不太可能立即产生新的诊断测试或疗法。然而,它们为未来研究更好的预测工具和潜在治疗方法奠定了基础。
“它为不同的预后工具开辟了新途径,使用比目前临床使用的方法更复杂、更精细的方法,”Al-Ani博士说。
“IBD治疗的理念是减少发作的频率和严重程度,阻止疾病进展并改善患者的生活。更灵敏的分子检测可能帮助我们让患者更长时间地保持在深度缓解状态,并引入新的治疗方法。”
研究团队包括来自墨尔本大学、皇家墨尔本医院、皇家儿童医院、莫纳什制药科学研究所、哈德逊医学研究所和莫纳什大学的科学家和临床医生。
这项工作得到了Kenneth Rainin基金会、澳大利亚国家卫生与医学研究委员会(NHMRC)、澳大利亚研究委员会、Stafford Fox医学研究基金会、Colonial基金会、澳大利亚克罗恩病与结肠炎协会以及维多利亚州政府的支持。