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强直性脊柱炎患者亚临床肠炎肠道上皮屏障重构及免疫微环境紊乱的特征及机制研究
作者: 耿旭强
单位: 中国人民解放军海军军医大学第二附属医院

摘要

强直性脊柱炎(Ankylosing Spondylitis, AS)病因和发病机制仍不清楚,随着近年来针对AS与肠道炎症相关性研究的不断深入,目前认为“肠—关节轴”的炎症—免疫激活可能是AS的发病原因之一。随着结肠镜检查的普及,研究者发现AS患者合并的肠炎类型除了IBD外,还包括亚临床肠炎。多个大型临床队列研究证明,约有40-50%的SpA患者存在亚临床肠炎。

本研究旨在,建立汉族人群AS患者亚临床肠炎发病率及临床特征的临床循证证据;构建AS-亚临床肠炎单细胞图谱,探索AS-亚临床肠炎微环境特征;深入探讨上皮屏障重构及免疫微环境紊乱的具体特征表现及可能机制。为AS患者亚临床肠炎的早筛查、早诊断、早治疗提供了参考,为后续进一步探讨“肠—关节轴”参与AS发病机制提供研究基础。


(1)招募了210名在本中心就诊的AS患者以及220名健康体检者,进行结肠镜筛查,探究汉族人群AS患者合并亚临床肠炎的比例;收集与AS疾病相关的临床资料,寻找和亚临床肠炎表型相关的临床特征;获取肠道组织行单细胞转录组测序。

(2)对scRNA-seq数据进行降维聚类,鉴定各细胞亚群,探究AS-亚临床肠炎微环境中的细胞亚群的比例以及分子、通路的改变。重点阐述了上皮细胞、免疫细胞在AS-亚临床肠炎发生和发展中的不同作用。构建免疫微环境中细胞间的通讯网络,并着重分析了上皮细胞和免疫细胞之间的通讯关系。

(3)对粘膜相关肠道菌群(MAGM)进行16S rRNA测序,探究肠道菌群紊乱情况。

(4)采集AS-亚临床肠炎组患者、AS-无肠炎组患者、健康对照组患者及IBD组患者的肠道活检组织和血清,采用免疫组织化学、蛋白质免疫印迹实验、酶联免疫吸附实验对关键基因作进一步的验证。


(1)通过对本中心就诊的210名AS患者进行结肠镜筛查,发现21.9%的患者存在亚临床肠炎,比例显著高于健康体检者。识别出ASDAS-CRP活动度更高、HAQ-S评分、HAD-A焦虑评分更高以及排便频率增加,是AS患者合并亚临床肠炎的独立危险因素。

(2)构建了目前国际上首个关于AS患者亚临床肠道炎症的单细胞图谱,共纳入153609个肠道细胞的高质量数据。识别出上皮和免疫细胞存在肠炎GWAS风险基因的显著高表达,提示上皮与免疫细胞在肠炎进展中的重要作用。对上皮细胞进行了亚群细分,发现亚临床肠炎患者存在肠道屏障受损,促炎性上皮细胞特征性扩增、并起到抗原呈递与免疫细胞通讯交互激活免疫的作用。

(3)通过对AS-亚临床肠炎肠道屏障功能进行了详细分析,发现AS-亚临床肠炎患者的肠道紧密连接屏障破坏、肠道通透性增加;粘液屏障出现代偿性增强;抗菌肽屏障也明显增强,阐明了亚临床肠炎患者肠道屏障重构的具体特征及机制。阐述了AS-亚临床肠炎患者的粘膜相关肠道菌群(MAGM)的紊乱情况。

(4)通过对免疫微环境紊乱进行了细致的探究,识别出CD8_TRM、γδT、CD4_Tfh、CD4_Treg、促炎性M1型巨噬细胞等多种免疫细胞促进炎性微环境形成,并发现CD74可能是介导炎性上皮细胞-M1巨噬细胞通讯交互的关键的信号分子。


本课题报道了汉族人群AS患者亚临床肠炎患病率及临床特征,构建了首个AS-亚临床肠炎单细胞图谱,明确了不同细胞亚群在疾病发生发展中的变化及作用。本课题为解析AS患者合并亚临床肠炎的疾病特征、寻找潜在的治疗靶点提供理论依据,为AS患者亚临床肠炎的早筛查、早发现、早诊断、早治疗提供了参考与依据,并为进一步探讨“肠—关节轴”参与AS的发病机制打下了坚实的基础。


关键词: 强直性脊柱炎,肠道炎症,亚临床肠炎,上皮屏障,免疫紊乱
来源:中华医学会第二十八次风湿病学学术会议