重大发现!克罗恩病患者存在共享的疾病特异性 B 细胞克隆,或为诊疗带来新契机

【字体: 时间:2025年04月18日 来源:Nature Communications 14.7

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  在炎症性肠病(IBD)研究中,B 细胞在疾病中的作用尚不明确。为探究该问题,研究人员对克罗恩病(CD)患者、健康对照及溃疡性结肠炎(UC)患者的 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 B 细胞克隆,这为 CD 的诊疗提供了新思路。

  在人体的免疫系统中,B 细胞如同忠诚的卫士,守护着肠道的稳态。然而,在炎症性肠病(IBD)的世界里,B 细胞却像是迷失了方向的士兵,出现了失调的状况。IBD 主要包括溃疡性结肠炎(UC)和克罗恩病(CD),一直以来,人们普遍认为 IBD 是由异常的 T 细胞和先天免疫反应引起的,但越来越多的证据表明,抗体介导的免疫也在疾病的发病机制中扮演着重要角色。不过,B 细胞在其中究竟发挥着怎样的作用,是像导火索一样引发疾病,还是仅仅是黏膜屏障受损后的 “受害者”,这仍是一个未解之谜。
在这样的背景下,来自剑桥大学、斯坦福大学等多个研究机构的研究人员,踏上了探索 B 细胞在 CD 中奥秘的征程。他们的研究成果发表在《Nature Communications》上,为我们揭开了 CD 与 B 细胞之间神秘的面纱。

研究人员开展了一项综合性的研究,他们对四个队列的 CD 患者、健康对照以及 UC 患者的 B 细胞受体(BCR)库进行深度测序。BCR 就像是 B 细胞的 “身份标签”,每一个 B 细胞都有独特的 BCR,它能够识别特定的抗原。通过分析 BCR 库,研究人员希望能够找到 CD 患者中 B 细胞的独特特征,以及它们与疾病之间的关联。

研究人员用到的主要关键技术方法包括:首先是样本采集与处理,采集外周血、肠道黏膜、淋巴结等样本,如从参与者的外周静脉血中分离外周血单核细胞(PBMCs) ;其次是检测分析技术,运用流式细胞术对 B 细胞亚群进行免疫表型分析,通过测序技术对 B 细胞受体(BCR)库、RNA 进行测序,利用免疫分析方法检测血清中的免疫球蛋白水平和病原体抗体等;此外还运用了多种数据分析方法,如基因表达分析、克隆共享分析等。

研究结果如下:

  • CD 患者 B 细胞的变化:通过对 CD 患者和健康对照(HC)外周血 B 细胞亚群的分析,发现 CD 患者浆母细胞增多,转换记忆 B 细胞减少。同时,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)B 细胞进行批量基因表达分析,结果显示,与 HC 相比,CD 患者的这两类 B 细胞转录状态存在明显差异,涉及多个基因的上调和下调。而且,CD 患者的差异表达基因数量比 UC 患者更多,但二者也存在大量重叠的失调基因,表明 IBD 存在共同的异常 B 细胞转录特征。
  • CD 中存在共同抗原的证据:研究人员通过分析 BCR 库中共享克隆的情况,发现虽然外周血中幼稚 B 细胞克隆共享较少,但在靠近炎症区域的淋巴结(LN)中,CD 患者的克隆共享现象明显。他们鉴定出 12108 个独特的克隆,这些克隆存在于至少两个 CD 患者中,且在对照的死后肠系膜淋巴结(MSLN)中不存在,并且在类别转换的同种型(如 IgG+、IgA+)中比例更高。此外,在 CD 患者的 PBMC 和浆母细胞中也验证了这些与 CD 相关的克隆,进一步表明 B 细胞对共享抗原的反应在 CD 患者中较为常见。
  • 抗原驱动浆母细胞克隆扩增:为了确定外周血浆母细胞的增加是否由对共享抗原的反应驱动,研究人员对浆母细胞的 BCR 库进行分析。结果发现,与 CD 患者的 PBMC 相比,CD 相关克隆在浆母细胞中更为普遍,而在健康个体和 UC 患者的浆母细胞中则不常见。同时,还鉴定出 UC 患者浆母细胞中的共享克隆,但这些克隆在 CD 患者中并未富集,突出了 CD 和 UC 中 B 细胞抗原反应的差异。
  • CD 相关克隆的亲和力成熟增加:在 IBD 患者中,循环浆母细胞的体细胞高频突变(SHM)整体减少,但 CD 相关克隆在所有同种型中的 SHM 增加,这表明 CD 相关克隆发生了亲和力成熟,进一步证明了抗原靶向免疫的存在。
  • 血清抗体区分 CD 与 UC 和 HC:对血清中抗体的分析显示,CD 患者血清中针对肺炎克雷伯菌等病原体的抗体上调。通过稀疏偏最小二乘判别分析(sPLSDA),基于 20 种关键抗体群体可以很好地区分 CD 与 UC 和 HC,表明抗体在疾病中发挥着作用。
  • 肠道 BCR 库分析:对肠道黏膜 BCR 库的研究发现,CD 患者肠道黏膜中 CD 相关克隆的富集程度高于 HC 或 UC 患者。而且,CD 相关克隆的 SHM 率增加,表明存在亲和力成熟。虽然疾病组之间的亚型使用没有显著差异,但 UC 和 CD 患者与非 IBD 对照相比,IGHV4 - 61 使用减少,IGHV1 - 8 使用增加。

研究结论和讨论部分表明,该研究首次证实了 CD 患者中存在共享的疾病特异性 B 细胞克隆,这些克隆存在于多个患者的淋巴结、肠道黏膜和 PBMC 中,但在健康对照和 UC 患者中不存在。虽然目前还不清楚这些克隆所针对的抗原特异性和抗体的中和能力,但它们的存在暗示了疾病相关抗原的存在,而不是 B 细胞的非特异性多克隆激活。此外,研究还发现了 CD 特异性的抗体谱,针对多种病原体的抗体在 CD 患者中上调。这些发现为 CD 的发病机制提供了新的见解,有助于未来开发更精准的诊断方法和治疗策略,如通过鉴定更多的抗原靶点,为疾病的诊断和治疗开辟新的道路,具有十分重要的意义。
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