【Gastroenterology】Olink蛋白组学助力贝勒医学院大型前瞻性胰腺炎血清免疫谱新发现
胰腺炎是一种从急性到慢性的持续炎症性疾病，从急性胰腺炎(Acute Pancreatitis, AP)开始，在某些情况下进展为复发性急性胰腺炎(Recurrent Acute Pancreatitis, RAP)和慢性胰腺炎(Chronic Pancreatitis, CP)。全球范围内胰腺炎的患病率呈逐年增长趋势，随之产生的沉重医疗负担已引起高度重视，相关研究也日益增多。但目前仍缺少批准的治疗方法，或胰腺炎的早期诊断及预后生物标志物。
图片来源 https://my.clevelandclinic.org
慢性胰腺炎流行病学转化研究前瞻性评估队列（Prospective Evaluation of Chronic Pancreatitis for Epidemiologic and Translational Studies, PROCEED）是国际上多个对胰腺炎的自然病程、危险因素和治疗预后等信息进行研究的大规模CP前瞻性队列之一。该队列是由慢性胰腺炎、糖尿病和胰腺癌研究联盟（CPDPC）中成人CP研究组基于前瞻、随机、开放和盲法终点（PROBE）的原则建立的CP队列。
贝勒医学院、斯坦福大学医学院和MD安德森癌症中心等研究机构与CPDPC近期在胃肠杂志著名期刊 GASTROENTEROLOGY杂志上（IF = 33.9）发表了一项多中心的前瞻性队列研究成果，基于Olink血清蛋白组学技术，对231例来自PROCEED的急性胰腺炎（AP）、复发性急性胰腺炎（CAP）和慢性胰腺炎（CP）等胰腺炎组及无胰腺疾病的对照组和有疾病的对照组血清进行了92种免疫相关标志物的检测，旨在通过血清免疫谱分析发现非侵入性的生物标志物，并提供胰腺炎的持续性疾病进展机制的研究见解。
研究结果表明急性和慢性胰腺炎具有不同的血清免疫谱，IL17信号相关的免疫标记物可以将CP与AP、RAP进行区分；巨噬细胞经典激活通路在胰腺炎持续过程中升高，提示在疾病进展过程中促炎信号逐渐积累。该研究是第一个胰腺炎相关的大型前瞻性血清免疫分析研究，提升了对胰腺炎全身免疫反应的机制理解，并提供了潜在的生物标志物，可以预测疾病进展、指导疾病治疗或预防策略。
研究设计
慢性胰腺炎流行病学转化研究前瞻性评估队列(PROCEED, NCT 03099850) 是CPDPC的一项成人纵向观察性研究，指定了4个临床中心为发现性研究提供样本，另外5个中心为验证性研究提供样本。本项研究的样本来自4个临床中心的“发现队列”，包括无胰腺疾病对照、疑似胰腺源性慢性腹痛(CAP，疾病对照)、AP、RAP和CP共5个分组，共计231例血清样本。
采用Olink Target 96 Inflammation panel对上述血清样本进行了92个炎症相关蛋白的检测。对不同分组中的蛋白表达差异进行分析，找到胰腺炎组区分于对照组，以及CP组区别于其他急性胰腺炎和CAP的相关免疫标志物；通过通路分析，发现在胰腺炎进展过程中独特且持续增加的炎症反应，以此区分不同类型的胰腺炎与对照组。
33个免疫标志物在对照组和胰腺炎组（AP/RAP/CP）中显示差异表达 ，其中TNF-α是核心调控分子。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通路”、“IL17信号通路”和“巨噬细胞经典激活信号通路”， 以TNF-α为中心的促炎信号是由AP、RAP和CP组成的联合胰腺炎组的主要特征。
而在CP和AP/RAP间差异表达的蛋白只有包含CCL20和IL17A在内的5个免疫标记物。与CAP相比，CP组中Th17相关的细胞因子和趋化因子CCL20和IL17A表达上调，提示Th17可能参与CP的发病机制；IL17A和ST1A1两种标志物组合预测区分CP和CAP的AUC为0.78。
进一步分析和比较不同胰腺炎类型与对照组间的差异及相关通路发现，AP与对照组差异激活的通路与RAP和CP不同，RAP和CP共享一些激活的信号通路，如“病原体诱导的细胞因子风暴信号通路”和“IL17信号通路”，以及均以IL18为中心免疫标志物。
巨噬细胞经典激活信号及促炎上游信号(TNF 和 IL1β)随着胰腺炎的疾病进展逐渐增强，同样地，巨噬细胞经典激活信号通路相关的免疫标志物水平也随之升高。这些研究结果显示RAP的血清免疫特征与AP不同，而是与CP相似。胰腺炎不同疾病状态下促炎信号都不是暂时存在、而是随着疾病从急性到慢性的进展积累的，这使慢性疾病变得更为复杂。
此外，吸烟、饮酒及胰腺炎的病因都有其特异性的免疫特征。不论是在胰腺炎组还是在CP组，FGF21的表达水平都与是否吸烟等相关，提示其在吸烟相关性胰腺炎病理生理机制中的作用；AP组中IFNγ，IL20RA和SLAMF1的表达水平则与饮酒相关，但在RAP组中仅CCL20和IL6的表达水平与之相关；TWEAK则在RAP和CP组的糖尿病患者中表达水平更低，血清TWEAK水平可以区分RAP和CP合并糖尿病患者与非糖尿病患者。
对血清免疫特征的分析将帮助深入了解疾病进展，并可以找到新的诊断或预后生物标志物。Olink Inflammation Panel 的应用可以帮助研究人员通过血清/血浆免疫蛋白组获得更清晰的系统免疫学视角，此前中国学者也将其应用于胃癌化疗的免疫学特征研究，并找到了疗效预测的标志物。本项研究利用大型胰腺炎前瞻性队列，针对对照组和不同疾病状态的胰腺炎患者，采用Olink Inflammation Panel对其血清样本的92种循环免疫标志物进行检测和评估，每种胰腺炎（AP/RAP/CP）都有其特有的血清免疫标志物，通路分析表明随着疾病进展，RAP与CP的血清免疫特征更为相似。CPDPC已经开始从5个中心收集样本，建立独立的验证队列，对研究结果进行进一步的验证。同时也考虑加入更多的炎症或损伤相关标志物，或加入疾病进展的纵向监测等进行未来的研究，以加深对胰腺炎疾病的进一步了解。
参考资料：
1. 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. 2023 Jul;165(1):173-186.
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研究结果表明急性和慢性胰腺炎具有不同的血清免疫谱，IL17信号相关的免疫标记物可以将CP与AP、RAP进行区分；巨噬细胞经典激活通路在胰腺炎持续过程中升高，提示在疾病进展过程中促炎信号逐渐积累。该研究是第一个胰腺炎相关的大型前瞻性血清免疫分析研究，提升了对胰腺炎全身免疫反应的机制理解，并提供了潜在的生物标志物，可以预测疾病进展、指导疾病治疗或预防策略。
