《SCIENCE ADVANCES》:Pathway-instructed therapeutic selection of ruxolitinib reduces neuroinflammation in fungal postinfectious inflammatory syndrome
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研究针对非 HIV 相关隐球菌脑膜炎后炎症综合征(cPIIRS),发现 JAK/STAT 通路关键作用,鲁索替尼治疗有效,意义重大。
在医学的广阔领域中,隐球菌脑膜炎(Cryptococcal meningoencephalitis,CM)近年来逐渐成为人们关注的焦点。这种疾病是目前美国非病毒性脑膜炎中占比最大的类型,而其引发的神经系统炎症综合征,更是让患者饱受折磨,成为致残和致死的重要原因。其中,非 HIV 相关隐球菌脑膜炎后炎症反应综合征(cPIIRS)尤为棘手,它在患者体内悄无声息地肆虐,即使经过抗真菌治疗,仍会出现临床恶化的情况,背后的发病机制却一直是个谜。
目前,针对 cPIIRS 的治疗手段十分有限。虽然脉冲皮质类固醇逐渐减量疗法在一定程度上能缓解炎症,使患者症状得到改善,比如减少脑脊液(cerebral spinal fluid,CSF)中的多种炎症标志物,提高葡萄糖水平等,但该疗法需要持续一年左右,且减量速度较慢,这无疑增加了类固醇相关并发症的发生风险。因此,开发更有效的治疗方法迫在眉睫。
为了解开 cPIIRS 的谜团,美国国立过敏与传染病研究所(National Institute of Allergy and Infectious Diseases,NIAID)的研究人员勇敢地踏上了探索之旅。他们开展了一项极具意义的研究,旨在揭示 cPIIRS 发病机制中的关键分子机制,并为新的治疗方案提供方向。
研究人员通过一系列先进的技术方法,深入剖析 cPIIRS 的奥秘。他们收集了患者的脑脊液样本,运用转录分析技术,像侦探寻找线索一样,发现了 Janus 激酶 / 信号转导与转录激活因子(Janus kinase/signal transducer and activator of transcription,JAK/STAT)通路在神经炎症基因特征中占据主导地位。随后,他们建立了小鼠 cPIIRS 模型,这就像是一个缩小版的人体战场,在这个模型中进一步验证了 JAK/STAT 通路的重要性。不仅如此,他们还对患者进行了临床试验,评估 JAK 抑制剂鲁索替尼(ruxolitinib)的治疗效果。
研究结果令人振奋。在转录分析方面,通过对患者脑脊液和非 cPIIRS 供体脑脊液的研究发现,cPIIRS 患者脑脊液中的 JAK/STAT 通路相关基因显著上调,且该通路在多种神经炎症通路中得分较高。单细胞 RNA 测序(scRNA-seq)结果显示,多种细胞群体都与 JAK/STAT 通路相关,这表明该通路在 cPIIRS 的发病过程中广泛参与。
在小鼠模型研究中,感染隐球菌的小鼠在炎症高峰期,大脑中同样呈现出 JAK/STAT 通路的富集。使用鲁索替尼治疗后,小鼠大脑中的 JAK/STAT 转录特征和相关蛋白磷酸化水平降低,脑水肿减轻,虽然真菌负荷有所增加,但联合抗真菌药物两性霉素 B(amphotericin B,AMB)治疗后,真菌负荷得到控制,小鼠体重显著增加。同时,鲁索替尼治疗还能减少神经元损伤,保护神经元的正常功能。
在临床试验中,对 6 例 cPIIRS 患者进行鲁索替尼治疗,患者耐受性良好,脑脊液中的炎症生物标志物和活化免疫细胞减少,脑部 MRI 成像也得到改善。这一系列结果表明,JAK/STAT 通路在 cPIIRS 的发病机制中起着关键作用,而鲁索替尼作为一种潜在的辅助治疗药物,具有巨大的应用前景。
研究结论和讨论部分进一步强调了这些发现的重要意义。JAK/STAT 通路的激活促进了神经炎症的发生,鲁索替尼能够有效抑制该通路,减轻炎症反应,改善患者的临床症状和生活质量。这不仅为 cPIIRS 的治疗提供了新的方向,也为其他中枢神经系统(central nervous system,CNS)炎症性疾病的治疗提供了宝贵的借鉴。
总的来说,这项研究就像一盏明灯,照亮了 cPIIRS 治疗的黑暗之路。虽然目前还存在一些局限性,比如研究样本量较小,无法确定鲁索替尼治疗的长期效果和安全性等,但它为后续的研究奠定了坚实的基础。相信在未来,随着研究的不断深入,cPIIRS 患者将迎来更多有效的治疗方法,摆脱疾病的困扰。
研究人员为开展这项研究,主要运用了以下几种关键技术方法:
- 转录分析:对患者脑脊液样本和小鼠大脑进行 RNA 转录分析,使用 NanoString 神经炎症多重组学技术,检测基因表达变化,确定差异表达基因和相关信号通路。
- 单细胞 RNA 测序(scRNA-seq):对患者脑脊液细胞进行 scRNA-seq,分析细胞群体和 JAK/STAT 通路相关基因的表达,确定不同细胞在疾病中的作用。
- 小鼠模型建立:构建小鼠 cPIIRS 模型,模拟人类疾病过程,在小鼠体内研究 JAK/STAT 通路的作用以及药物治疗效果。
- 临床试验:对 6 例 cPIIRS 患者进行鲁索替尼治疗,监测患者症状、脑脊液炎症指标和脑部 MRI 变化,评估药物的安全性和有效性。