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为探究 B 细胞在炎症性肠病(IBD)中的作用,研究人员对克罗恩病(CD)患者、溃疡性结肠炎(UC)患者及健康对照者的 B 细胞受体(BCR)库进行深度测序。结果发现 CD 患者存在共享的 BCR 克隆,且有独特抗体谱。这为 CD 诊断、分型及治疗靶点确定提供依据。
在人体的免疫系统中,肠道免疫是一道至关重要的防线,而 B 细胞在维持肠道内环境稳定方面发挥着关键作用。然而,在炎症性肠病(Inflammatory Bowel Disease,IBD)领域,B 细胞的角色却充满谜团。IBD 主要包括溃疡性结肠炎(Ulcerative Colitis,UC)和克罗恩病(Crohn’s Disease,CD),以往人们普遍认为 IBD 是由异常的 T 细胞和先天免疫反应引发,但越来越多的证据表明,抗体介导的免疫也参与其中。目前,B 细胞在 IBD 发病机制中的具体作用尚不明确,尤其是在 CD 中,克隆性 B 细胞抗原特异性反应在疾病中的精确作用亟待深入研究。
为了揭开这些谜团,来自英国剑桥大学、澳大利亚莫纳什大学、美国斯坦福大学等多个研究机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Nature Communications》上,为理解 CD 的发病机制和治疗策略带来了新的曙光。
研究人员开展了一项综合性研究,旨在全面剖析 B 细胞在 CD 中的作用。他们对四个 CD 患者队列,以及健康对照者和 UC 患者进行了 B 细胞受体(B Cell Receptor,BCR)库的深度测序,试图通过分析 BCR 序列,找到与疾病相关的线索。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先,通过外周血单核细胞制备和流式细胞术免疫表型分析,对参与者的 B 细胞亚群进行精准鉴定和计数。接着,利用血清学方法测定患者血清中的 IgA 和 IgG1水平。同时,运用病原体阵列检测针对特定细菌和真菌菌株的 IgG 抗体。在基因层面,进行了批量 RNA 测序和分析,以及 BCR 测序(包括淋巴结、外周血和肠道黏膜样本)。此外,还通过组织学和免疫组化观察淋巴结组织的病理特征,并运用多种统计方法对数据进行深入分析。
研究结果主要如下:
- CD 患者 B 细胞变化:通过对患者外周血免疫表型分析,发现 CD 患者浆母细胞数量增加,转换记忆 B 细胞减少。血清中总 IgA、IgG 和 IgG1滴度相对于健康对照者升高。对 CD19+IgD+CD27?(主要为初始 B 细胞)和 CD19+IgD?CD27+CD24+CD38?(主要为记忆 B 细胞)进行批量基因表达分析,结果显示,与健康对照者相比,CD 患者这两类 B 细胞的转录状态存在明显差异,且 CD 患者差异表达基因数量多于 UC 患者,不过二者存在大量重叠,提示 IBD 存在共享的异常 B 细胞转录特征。
- CD 中存在共同抗原证据:研究人员通过分析 BCR 库中的共享克隆,发现 CD 患者炎症部位附近淋巴结内存在大量克隆共享现象,且在抗原经历克隆(IgA+和 IgG+)中尤为显著。他们鉴定出 12,108 个独特的 CD 相关克隆,这些克隆在所有免疫球蛋白同种型中均有富集,且在类别转换同种型中比例更高。此外,在 CD 患者外周血单个核细胞(PBMCs)和浆母细胞中也发现了这些 CD 相关克隆,进一步证实了其与 CD 的相关性,且 CD 相关克隆在浆母细胞中的富集程度高于 PBMCs。
- 抗原驱动浆母细胞克隆扩增:从活跃期疾病患者分离出的浆母细胞中,BCR 库分析显示 CD 相关克隆在其中存在且更为普遍,而在健康个体和 UC 患者浆母细胞中则不常见。这表明浆母细胞数量的增加至少部分是由对共享抗原的反应驱动的。
- CD 相关克隆的亲和力成熟:与健康对照者相比,IBD 患者循环浆母细胞中体细胞高频突变(Somatic Hypermutation,SHM)整体减少,但 CD 相关克隆的 SHM 增加,这表明 CD 相关克隆发生了亲和力成熟,进一步证明了其抗原靶向免疫的特性。
- 血清抗体区分 CD 与其他疾病:对血清中抗体进行分析,发现针对克雷伯菌属的血清抗体上调是 CD 患者的显著特征。通过稀疏偏最小二乘判别分析(sPLSDA),基于 20 种关键抗体群体能够有效区分 CD 与 UC 和健康对照者,这表明抗体在疾病中发挥着重要作用。
- 肠道 BCR 库分析:对肠道黏膜 BCR 库研究发现,CD 患者肠道黏膜中 CD 相关克隆的富集程度高于健康对照者和 UC 患者。且 CD 相关克隆的 SHM 率高于非 CD 相关克隆,再次证明了其亲和力成熟现象。同时,UC 和 CD 患者与非 IBD 对照者相比,存在 V 基因使用差异。
综合研究结果和讨论,该研究证实了 CD 患者存在共享的疾病特异性 B 细胞克隆,这些克隆广泛存在于淋巴结、肠道黏膜和 PBMCs 中。虽然目前尚未明确这些克隆所针对的抗原特异性和抗体中和能力,但多个患者中克隆的趋同暗示了存在与疾病相关的共同抗原。此外,研究还揭示了 CD 患者独特的抗体谱,进一步拓展了对 CD 微生物靶点的认识。这一研究成果为 CD 的诊断、疾病亚型区分和新型治疗靶点的确定提供了重要依据,有望推动 CD 诊疗领域的新发展。