揭示皮肤利什曼病治疗失败的先天生物标志物，为精准治疗 “导航”

为解决皮肤利什曼病（CL）治疗失败率高且缺乏预测生物标志物的问题，研究人员开展了对 CL 患者外周血单核细胞（Mo）、中性粒细胞（Nφ）和嗜酸性粒细胞（Eφ）转录组的纵向研究。结果发现 I 型干扰素（IFN）反应特征可预测治疗失败，这为开发新疗法和个性化治疗提供依据。

　　皮肤利什曼病（Cutaneous Leishmaniasis，CL）是一种由利什曼原虫引起的寄生虫病，每年影响约 100 万人，主要分布在 92 个国家。在没有疫苗和有效病媒控制的情况下，治疗成为控制 CL 传播的关键手段。然而，目前的抗利什曼药物存在诸多问题，如需要肠胃外给药、毒性高（包括肝毒性和心脏毒性），且治疗失败率不断上升。由于缺乏预测治疗结果的生物标志物，难以对患者进行分层治疗，导致治疗效果不佳。同时，CL 的发病机制与免疫和炎症反应密切相关，但其中具体的免疫机制尚不清楚，这也阻碍了新疗法的开发。为了深入了解 CL 治疗失败的机制，寻找预测生物标志物，来自国际医学培训与研究中心（Centro Internacional de Entrenamiento e Investigaciones Médicas，CIDEIM）和哥伦比亚伊塞西大学等机构的研究人员开展了一项重要研究，相关成果发表在《Nature Communications》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先，收集了 40 名成年 CL 患者的样本，包括病变活检样本和外周血样本，并从中分离出 Mo、Nφ 和 Eφ。接着，对这些样本进行 RNA 测序，获取基因表达数据。然后，运用主成分分析（PCA）、差异表达分析等方法对数据进行处理和分析，同时还使用加权基因共表达网络分析（WGCNA）和机器学习模型等深入挖掘数据信息。

下面来看具体的研究结果：

• 研究参与者和样本：40 名患者参与研究，1 名因进展为黏膜利什曼病被排除，35 名完成临床随访，1 名未捐赠样本。最终对 29 名接受葡萄糖酸锑钠（meglumine antimoniate，GLUC）治疗患者的样本进行转录组分析。分析排除了利什曼原虫种类、药物耐药性和毒力等因素对治疗结果的显著影响。
• 全局评估样本和人类转录组谱：对病变活检样本和不同治疗阶段的血液样本进行分析，PCA 和聚类分析表明样本转录组数据质量可靠。但发现患者招募诊所存在批次效应，因此排除卡利临床站点样本进行后续分析。
• 转录组分析治疗失败患者的病变活检：研究发现治疗失败（Treatment Failure，TF）患者病变活检的转录组特征显示细胞溶解活性增强，这与之前对感染巴西利什曼原虫（Leishmania (Viannia) braziliensis）的 TF 患者的研究结果一致。
• 先天免疫细胞的转录组在治疗过程中无变化：分析不同治疗时间点的样本发现，先天免疫细胞（Mo、Nφ 和 Eφ）的转录组在治疗过程中没有显著变化，因此将所有时间点的样本合并分析以寻找生物标志物。
• 治愈患者和 TF 患者的单核细胞、中性粒细胞和嗜酸性粒细胞转录组不同：对三种细胞类型的转录组分析显示，治愈患者和 TF 患者的样本明显聚类分开。TF 患者的 Eφ、Nφ 和 Mo 中均存在 I 型 IFN 信号增强、抗菌效应减弱和抗原呈递功能受损的现象。同时发现 12 个在所有细胞类型中都存在差异表达的基因，基于这些基因构建的复合评分可预测 TF。
• IFNα/β 刺激基因构成 CL 中 TF 的标志性特征：基于 11 个上调基因构建的复合评分在 TF 患者中更高，且具有显著预测性。机器学习模型显示，逻辑回归（GLM）模型性能较好，结合两个诊所的样本可提高模型性能。

研究结论和讨论部分指出，本研究揭示了免疫功能正常的 CL 患者在接受抗利什曼化疗时，先天免疫细胞转录组在治愈患者和 TF 患者之间存在差异，I 型 IFN 先天炎症反应参与 TF 过程。基于 11 个差异表达基因的复合评分可预测 TF，这为开发针对 CL 的宿主导向疗法（Host - Directed Therapies，HDTs）提供了潜在靶点。同时，研究也存在局限性，如样本量较小影响机器学习技术的应用，但整体研究为 CL 的个性化治疗奠定了基础，有望改善 CL 患者的治疗现状，对全球公共卫生具有重要意义。