使青壯年致殘的頑疾與骨髓造血系統(tǒng)異常有關
研究發(fā)現(xiàn),骨髓輸出的髓系細胞如單核/巨噬細胞等具有抗原遞呈功能,可在骨髓等器官加速自身反應性T細胞克隆擴增,從而加重T細胞自身免疫造成的神經損傷。此外,骨髓輸出的髓系細胞也可入侵中樞神經系統(tǒng),加重神經炎性損傷。
多發(fā)性硬化是一種T細胞主導的中樞神經系統(tǒng)自身免疫疾病。骨髓作為成人主要的造血器官,也是中樞免疫器官。骨髓造血干細胞和祖細胞可產生各種免疫細胞,對啟動和維持機體免疫應答具有核心作用。然而迄今為止人們還不知道,骨髓在自身免疫反應的起源與演變中具有哪些作用,對多發(fā)性硬化進展又有什么影響?
近日,天津醫(yī)科大學劉強教授團隊和合作單位在《細胞》上在線發(fā)表了關于骨髓造血驅動多發(fā)性硬化進展的研究論文,該研究發(fā)現(xiàn)多發(fā)性硬化患者骨髓造血干細胞和祖細胞異常增生,并伴有T細胞克隆擴增。
多發(fā)性硬化免疫機制尚不清楚
據(jù)介紹,大多數(shù)多發(fā)性硬化患者在20歲至40歲首次發(fā)病。該病是全球引起青壯年殘疾的最重要病因之一,具有終身性、進行性和致殘性的臨床特點。
T細胞主導的自身免疫反應會攻擊髓鞘,累及視神經、脊髓、腦干、腦室周圍白質等部位,導致視力異常、肢體運動障礙和共濟失調等臨床癥狀。雖然目前知道多發(fā)性硬化的核心機制源于T細胞失去自身免疫耐受,但當前并沒有治愈多發(fā)性硬化的療法,控制疾病進展的藥物療效也非常有限。
“這些未滿足的臨床需求,源自當前對多發(fā)性硬化這一疾病的免疫機制仍不完全清楚。”劉強說,特別是對多發(fā)性硬化患者自身反應性T細胞的研究既往仍局限于血液和腦脊液,針對決定T細胞自身免疫發(fā)生啟動和演變的部位、因素以及這些因素對多發(fā)性硬化疾病進程的影響,當前仍認識不足。
“骨髓作為中樞免疫器官,主要產生髓系細胞和其他各種免疫細胞,也是機體免疫應答的核心場所。”劉強介紹,骨髓內富含其特有的多種環(huán)境因子,這些因子由髓內包括基質細胞在內的多種細胞產生,其中包括CXCL12等因子。這些因子作用于自身反應性T細胞所表達的趨化因子受體,從而吸引外周其他部位的自身反應性T細胞來到骨髓。
然而當前并不知道骨髓和骨髓內的髓系細胞在T細胞自身免疫活化中的作用,以及是否影響多發(fā)性硬化的進展。
為多發(fā)性硬化治療提供新途徑
通過使用單細胞測序、譜系分析和流式細胞術,該團隊發(fā)現(xiàn)多發(fā)性硬化患者骨髓造血系統(tǒng)上游的造血干細胞發(fā)生活化,進而向髓系偏倚,造成下游單核細胞和中性粒細胞明顯增加。為了評估髓系增生對自身反應性T細胞的作用,該團隊使用TCR測序發(fā)現(xiàn),多發(fā)性硬化患者骨髓內的T細胞克隆數(shù)量和多樣性明顯增加。
為了明確骨髓新生的髓系細胞輸出和分布的特征,該團隊使用譜系示蹤技術追蹤了多發(fā)性硬化小鼠模型骨髓造血干細胞分化產生的髓系細胞的命運。結果顯示,多發(fā)性硬化小鼠骨髓新生的髓系細胞可分布在骨髓、外周血、中樞神經系統(tǒng)等?!拔覀冏⒁獾蕉喟l(fā)性硬化小鼠中樞神經系統(tǒng)內的來自骨髓新生的髓系細胞數(shù)量明顯增加,表明多發(fā)性硬化小鼠骨髓可輸出髓系細胞到中樞神經系統(tǒng)。”劉強說。
該團隊研究發(fā)現(xiàn),骨髓輸出的髓系細胞如單核/巨噬細胞等具有抗原遞呈功能,可在骨髓等器官加速自身反應性T細胞克隆擴增,從而加重T細胞自身免疫造成的神經損傷。此外,骨髓輸出的髓系細胞也可入侵中樞神經系統(tǒng),加重神經炎性損傷。
“既往對于多發(fā)性硬化機制的理解局限于淋巴結等外周免疫器官產生的自身免疫T細胞,而長期忽視了骨髓這一中樞免疫器官在多發(fā)性硬化發(fā)病中的潛在作用?!眲姳硎?,該團隊的這項研究,揭示了多發(fā)性硬化活動期患者骨髓造血功能的異常表現(xiàn),及其對神經病變的驅動作用,開拓了“骨髓免疫與多發(fā)性硬化等神經免疫疾病”這一領域。
部分研究結果提示,靶向骨髓異常髓系增生具有延緩多發(fā)性硬化等神經免疫疾病進展的潛力,為今后對多發(fā)性硬化等神經免疫疾病的治療提供了新的途徑。
劉強表示,目前該團隊已開展了“靶向骨髓免疫,減輕神經炎癥”的臨床研究。此外,該團隊也發(fā)現(xiàn)了多發(fā)性硬化等神經免疫疾病中造成骨髓異常造血的一些細胞和分子靶標?!霸诖嘶A上,我們正在研發(fā)新的細胞治療或藥物治療手段。未來我們將持續(xù)推進后續(xù)臨床和轉化研究,希望今后的工作能為神經免疫疾病的臨床治療提供新方法,最終能使更多患者獲益。”劉強表示。(陳曦 嚴晨)
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