近日,我校中山眼科中心遲瑋作為通訊作者、胡友金作為第一作者合作開展研究,在自身免疫性葡萄膜炎的發病機制和精準診療領域發現Vogt-小柳原田綜合征患者新的致病性單核細胞亞群及分子診斷標志物。該研究論文“Genetic landscape and autoimmunity of monocytes in developing Vogt-Koyanagi-Harada disease”以research article形式在線發表于國際著名期刊PNAS(最新影響因子:9.412,五年影響因子:10.62)。
Vogt-小柳原田綜合征(Vogt-Koyanagi-Harada syndrome, VKH)是亞洲人最常見的自身免疫性葡萄膜炎類型,好發于青壯年、起病急劇、雙眼視力損害嚴重,伴有神經系統、聽力系統、皮膚毛發等多器官的損害。由于疾病反復發作,常造成患者雙眼嚴重的不可逆視力喪失、甚至盲目。該疾病早期診斷治療效果好,但因臨床表現復雜且缺乏特異性的診斷標志物,極易誤診而延誤最佳治療時機、造成永久的視力損害。并且,VKH綜合征的發病機制目前尚不明確,缺乏明確的治療靶點和特異性治療藥物。因此,深入研究VKH綜合征的發病機制、建立分子診斷標志物、確定治療靶點對此類患者的治療非常關鍵,該研究圍繞VKH綜合征的精準診治深入展開。
研究者們首次對VKH綜合征患者的單核細胞進行精細的單核細胞分群,這也是首篇關于人類自身免疫性疾病患者的新的細胞分群報道。他們發現了兩群未報道過的新單核細胞亞群,并將其命名為pro-inflammatory-和HLA-單核細胞亞群,并確證pro-inflammatory單核細胞亞群具有重要的致病作用。他們還發現了pro-inflammatory亞群特異性表達的泛素樣蛋白ISG15是對VKH綜合征具有診斷價值的特征性分子標志物,在VKH活動期患者中特異性表達;并且相較于OCT、FFA等臨床檢查方法,ISG15可以更精準地預測治療后體內的免疫炎癥活動程度,精準指導治療方案的選擇,避免了大劑量激素的長期使用。ISG15的發現填補了此類疾病無特異性診斷標志物的空白,避免了眾多患者因誤診而帶來的終身視力損害。靶向pro-inflammatory單核細胞亞群的治療,為葡萄膜炎的治療找到新的方向。
傳統上單核細胞分為經典型、非經典型和中間型三類。研究者們首次將對人類單細胞進行精細分群將人單核細胞根據其特異性分子標志物分為6個細胞亞群,并根據其功能命名為S100A12、HLA、CD16、Pro-inflammatory、Megakaryocyte-like和NK-like單核細胞亞群,并發現了兩群未報道過的亞群。該研究表明S100A12 Mono是單核細胞中最大的亞群;HLA Mono主要表達各種人類白細胞抗原(human leukocyte antigen, HLA);CD16 Mono其實對應的是非經典型單核細胞,顯著表達FCGR3A/CD16,Pro-inflammatory Mono顯著表達白細胞介素(IL-1B),趨化因子(CCL3、CCL4)等與炎癥密切相關的分子;Megakaryocyte-like Mono的分子marker與巨核細胞十分類似(PPBP、PF4),但又同時高表達CD14等單核細胞特征性分子marker,因此將其定義為巨核細胞樣單核細胞;NK-like Mono是一類很小的單核細胞亞群,數量最少,主要表達與NK細胞類似的分子標志物。

圖1. 利用單細胞RNA測序技術分析VKH病人和正常人的外周血細胞轉錄圖譜

圖2. 基于單細胞轉錄圖譜分析和鑒定外周血單核細胞亞群
接下來研究者們對各單核細胞亞群進行了功能分析,發現Pro-inflammatory 亞群與VKH疾病的眼內炎癥相關,具有致病性。

圖3. VKH病人中單核細胞特定亞群的基因表達發生顯著變化
研究者們對Pro-inflammatory Mono做了進一步深入的研究,發現了該亞群高表達的泛素樣蛋白ISG15可以作為急性期VKH綜合征的早期分子診斷標志物,比FFA和OCT更精確地診斷患者體內的炎癥活動狀態和對藥物反應,從而為疾病的早期診斷和精準治療提供確切的方法。

圖4. ISG15對于VKH疾病活動狀態有明顯的提示作用
我校中山眼科中心為第一單位,遲瑋教授為本文通訊作者,胡友金教授、胡譯心博士和肖玉華為本文的并列第一作者。該研究同時得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金和廣州市科技項目的支持。
論文鏈接:https://www.pnas.org/content/early/2020/09/25/2002476117