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文献解读 | Olink技术定义急性和慢性胰腺炎的血清免疫谱

人阅读 发布时间:2024-07-04 11:07

期刊:Gastroenterology
影响因子:29.4
主要技术:Olink蛋白组学

导语
急性胰腺炎(AP)在某些情况下可进展为复发性急性胰腺炎(RAP)和慢性胰腺炎(CP),目前,尚无获批的胰腺炎治疗方法或早期诊断或预后生物标志物。本文使用Olink技术,评估了参与慢性胰腺炎、糖尿病和胰腺癌(CPDPC)联盟的慢性胰腺炎流行病学和转化研究(PROCEED)前瞻性评价研究的参与者血清样本中92种免疫标志物的蛋白水平。样本分别来自无胰腺疾病(n=56)、患有慢性腹痛(CAP)(n=24)、AP(n=38)、RAP(n=56)和CP(n=57)的个体。共有33种免疫标记物在胰腺炎组与对照组差异表达。与IL17信号相关的免疫标记物将CP与AP和RAP区分开来,IL17A和CCL20将CP与CAP区分开,表明TH17细胞可能参与CP发病机制,2种免疫标志物(IL17A和ST1A1)可区分CP和CAP。巨噬细胞经典活化途径在胰腺炎连续发展过程中持续升高,表明在疾病进展过程中促炎信号的积累。一些免疫标记物与吸烟、饮酒和糖尿病状态有关。

主要技术

Olink蛋白组学

研究结果

1. 研究队列和患者特征

通过Olink方法检测了血清样本中92种免疫标志物的表达,包括细胞因子、趋化因子和表面蛋白。分析的参与者样本(N=231)包括对照(n=56)、CAP(疾病控制;n=24)、AP(n=38)、RAP(n=56)和CP(n=57)(表1)。所有组的性别和年龄分布相似。目前吸烟者和重度饮酒者的百分比在CP组、RAP组、AP组依次降低。同样,糖尿病患病率也随着疾病进展而增加。

表1 患者特征


2. 血清促炎性免疫标志物鉴别胰腺炎与对照

作者发现,与对照组相比,胰腺炎组(AP、RAP和CP)中有33种免疫标志物差异表达(图1A和B)。IPA将TNF-α确定为最高调节分子。TNF-α相关通路被激活,包括“病原体诱导的细胞因子风暴信号传导”、“IL17信号传导”和“巨噬细胞经典活化信号传导”(图1C和D)。本文数据还表明,以TNF-α为中心的促炎信号是AP、RAP和CP胰腺炎组的主要特征。

图1 胰腺炎血清免疫谱分析

3. Th17细胞应答可区分慢性胰腺炎与其他急性胰腺炎和慢性腹痛

接下来,作者试图确定区分不同类型胰腺炎的免疫标志物。分析发现CCL20、IL17A等5种免疫标志物在CP中与AP和RAP不同(图2A和B)。在这5种标志物中,与单独的RAP相比,CP中MCP2下调,IL17A上调(图2C和D)。与CAP相比,Th 17相关趋化因子和细胞因子CCL20和IL17A在CP中上调(图3A和B),表明Th17细胞可能参与CP疾病发病机制。2种免疫标志物(IL17A和ST1A1)可以预测CP,AUC为0.78(图3C)。

图2  IL17信号传导将CP与其他胰腺炎组区分开

图3 Th17反应区分CP和CAP组

4. 胰腺炎进展期间特异且持续增加的炎症反应

作者分析了炎症相关通路,以区分不同类型的胰腺炎。用IPA进一步分析每个胰腺炎组中差异调节的免疫标志物,结果显示AP的IPA结果与RAP和CP不同。有趣的是,RAP和CP组共享几种活化的信号传导途径,包括“病原体诱导的细胞因子风暴信号传导”和“IL17信号传导”。同时比较来自3组的激活或抑制的免疫途径,分析显示“巨噬细胞经典活化信号传导途径”和促炎性上游信号传导(TNF和IL1β)随着胰腺炎疾病进展逐渐增加(图4A)。类似地,与“巨噬细胞经典活化信号传导”相关的个体免疫标志物的循环水平也显示从对照到AP、RAP和CP逐渐增加的趋势(图4B)。这些数据表明RAP的血清免疫特征不同于AP,而与CP相似,且每种疾病状态中的促炎信号不是短暂出现的,而是在急性到慢性的疾病进展中积累的,使慢性疾病更加复杂。

图4 急性(AP,CAP)和慢性(CP)胰腺炎状态炎症通路特征

5. 胰腺炎中吸烟、病因学和饮酒状态的免疫特征

最后作者研究了吸烟状况、胰腺炎病因或饮酒量是否与胰腺炎患者细胞因子表达相关。如果有足够数量的患者,则对单个胰腺炎组进行亚组分析。

吸烟是胰腺炎的独立危险因素,也是AP进展为CP最强有力的危险因素之一,因此作者检查了循环免疫标记物是否与个体的吸烟状态相关。在合并的所有胰腺炎组中,7种免疫标志物因吸烟状态发生改变(图5A)。其中,不吸烟者到吸烟者中,CXCL5和FGF21等5种免疫标志物的表达逐渐增加。CP组不同吸烟状态的人群中,九种免疫标志物差异表达,并且FGF21在CP中一致地显示增加的趋势,与吸烟程度相关(图5B)。循环中FGF21水平与吸烟状态的相关性表明其在吸烟相关性胰腺炎的病理生理机制中的作用。事实上,FGF21是Klotho相关分子之一,在吸烟者中升高。心肌梗塞后在肝脏中施用IL22后,FGF21也以信号转导子和转录激活子依赖性方式增加。香烟烟雾诱导IL22并促进CP中的胰腺纤维化。因Olink panel不包括IL22,本研究无法检测队列中IL22的血清水平,但以前的研究和我们的数据表明,吸烟诱导的FGF21血清水平升高可能与IL22-IL22R-信号转导子和转录轴激活子相关。

图5 胰腺炎患者与吸烟相关的血清免疫标志物

作者还检查了胰腺炎组中循环免疫标记物是否受到饮酒状态的影响。AP组中,INF-γ、IL20R和SLAMF1的含量因饮酒状态而改变(图6A)。而在RAP中,仅CCL20和IL6水平受饮酒状态影响(图6B),CP的饮酒状态没有检测到免疫标志物改变。

糖尿病是晚期CP的常见并发症,是导致CP高死亡率的原因之一。作者分析发现在患有糖尿病的RAP和CP组中肿瘤坏死因子弱凋亡诱导物(TWEAK)水平较低(图6C)。TWEAK是TNF超家族的细胞因子。可溶性TWEAK循环水平降低与心血管和肾脏疾病高风险患者的糖尿病相关。我们的数据表明,血清TWEAK水平可以区分RAP和CP糖尿病患者与非糖尿病患者。然而,TWEAK水平是否预测胰腺炎患者进展为糖尿病,或者TWEAK水平是否预测糖尿病患者胰腺炎的发生,还需要进一步研究。

图6 胰腺炎患者与饮酒或糖尿病相关的血清免疫标志物

参考文献:

1. Lee B, Jones EK, Manohar M, et al (2023) Distinct Serum Immune Profiles Define the Spectrum of Acute and Chronic Pancreatitis From the Multicenter Prospective Evaluation of Chronic Pancreatitis for Epidemiologic and Translational Studies (PROCEED) Study. Gastroenterology 165:173–186. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2023.03.236

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