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Castleman 病(CD)病因不明,为探究其发病机制,郑州大学第一附属医院研究人员运用空间转录组学对 3 例不同组织学类型的 CD 患者淋巴结及 1 例正常淋巴结进行研究。结果显示,CD 病变细胞可能是 B 细胞,间充质细胞作用重要且细胞通讯存在异质性,为后续研究和新药研发提供方向。
在医学领域,Castleman 病(CD)是一种极为神秘的罕见淋巴增生性疾病。它就像隐藏在人体淋巴系统中的 “神秘刺客”,悄无声息地引发无痛性淋巴结肿大,让医生和患者都头疼不已。目前,虽然我们对 CD 的临床表现和组织学变化有了一定了解,但它的发病机制依旧如同被迷雾笼罩。
此前研究发现,白细胞介素 - 6(IL-6)的异常变化或许与特发性多中心 Castleman 病(iMCD)的发病有关,针对 IL-6 的靶向治疗也已应用于临床。然而,令人遗憾的是,这种治疗方法仅对部分患者有效,还有许多患者无法从中受益。这表明,CD 的发病机制远比我们想象的复杂,仅依靠抑制 IL-6 远远不够。因此,深入探究 CD 的发病机制,寻找新的治疗靶点和方案迫在眉睫。
为了揭开 CD 发病机制的神秘面纱,郑州大学第一附属医院的研究人员挺身而出。他们开展了一项极具创新性的研究,利用空间转录组学技术,对 3 例不同组织学类型(透明血管型、浆细胞型和混合型)的 CD 患者淋巴结以及 1 例正常淋巴结进行研究。通过这项研究,研究人员收获颇丰。他们发现,CD 的病变细胞可能是 B 细胞;间充质细胞,尤其是肌成纤维细胞,在疾病进展中扮演着重要角色;而且不同组织学类型的 CD,其细胞簇之间的细胞通讯存在很大的异质性。这些发现为后续探索 CD 的发病机制指明了方向,也为开发新的临床药物提供了宝贵线索。该研究成果发表在《Journal of Translational Medicine》上。
研究人员为开展此项研究,主要运用了以下关键技术方法:首先,精心收集了符合严格标准的患者样本,包括 3 例不同组织学类型的 CD 患者的福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)淋巴结样本和 1 例正常 FFPE 淋巴结样本。接着,运用空间转录组学技术,涵盖样本玻片制备、组织优化、文库构建等一系列流程。最后,对数据进行处理和分析,借助 Seurat、edgeR 等多种 R 包进行基因表达分析、差异表达基因分析等。
下面详细介绍研究结果:
- 患者基本临床特征:研究纳入 4 个 FFPE 样本,病变组织均为人类疱疹病毒 8(HHV-8)阴性,患者临床分型为多中心 Castleman 病(MCD)。不同组织学类型的患者在血清 β2- 微球蛋白(β2-MG)、IL-6、IL-8 等指标上存在差异,浆细胞型 CD(PC-CD)患者临床症状最为严重。
- 细胞类型注释和样本间差异:通过基因集变异分析(GSVA),将每个 FFPE 样本分为 14 个细胞簇,包括 B 细胞、浆细胞等。对比不同组织学类型的样本发现,透明血管型 CD(HV-CD)中 B 细胞比例最高,而其他样本中非内皮干细胞(NESCs)比例最高;PC-CD 和混合型 CD 淋巴结中浆细胞比例显著高于正常淋巴结;所有病变组织中肌成纤维细胞比例显著增加,巨噬细胞、单核细胞和血管内皮细胞(BECs)比例下降。
- 病变细胞的鉴定和轨迹:以 NK 细胞为参照,经拷贝数变异(CNV)分析发现 B 细胞得分最高,推测 B 细胞可能是病变细胞。对样本进行伪时间序列分析,以 B 细胞为起始细胞,发现病变组织在发育后期浆细胞、循环细胞、淋巴管内皮细胞(LECs)和肌成纤维细胞数量显著增加。正常淋巴结组织发育节点高表达免疫相关基因,而病变组织还高表达细胞迁移和黏附相关基因,这表明基质细胞在 CD 发展中至关重要。
- 病变组织内的遗传、功能异质性:对病变组织与正常组织、病变组织中 B 细胞簇与其他簇进行差异表达基因分析和富集分析。发现所有病变组织 B 细胞簇中 B2M 和 IGKC 表达上调;病变组织在细胞质、细胞核、RNA 结合等功能增强,在蛋白质加工、自噬等代谢途径增加,且感染其他疾病的可能性上升;病变组织 B 细胞簇中 FcγR 介导的吞噬作用、B 细胞受体信号通路等增加。
- 疾病发展相关的分子机制:通过细胞通讯分析发现,正常淋巴结组织中 B 细胞簇与其他簇联系紧密,尤其是 NESCs 簇;PC-CD 淋巴结组织中,髓样树突状细胞(mDCs)与 LECs、LECs 与浆细胞联系紧密,IL-10 通路过度激活,BECs 可能促进浆细胞增殖;混合型 CD 淋巴结组织中,浆细胞与肌成纤维细胞通讯频繁,多种信号通路参与调节;HV-CD 组织中,各簇联系紧密,B 细胞簇不活跃,CSF 信号通路在其他簇显著上调。此外,研究还发现 CXCL 通路在正常和病变组织中存在差异。
研究结论和讨论部分意义重大。研究表明,B 细胞可能是 CD 的病变细胞,间充质细胞在疾病进展中发挥重要作用,不同组织学类型的 CD 细胞通讯存在异质性。这为后续研究 CD 的发病机制提供了新的思路,也为开发新的临床药物指明了方向。同时,研究发现血清 β2-MG 动态检测对疾病诊断和预后评估可能具有指导意义,免疫反应过度是 CD 的关键病因,NF-κB 信号通路可能成为新的靶向治疗靶点。然而,研究也存在局限性,样本量较小且缺乏单中心 Castleman 病(UCD)数据。但总体而言,该研究首次揭示了 CD 淋巴结组织中各细胞簇的空间位置,以及不同组织学亚型的基因、细胞类型和通路变化,为临床治疗提供了新的潜在靶点,推动了 CD 研究领域的发展。