【J ALLERGY CLIN IMMUNOL】Olink蛋白组学助力银屑病患者治疗后多组学分析

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研究背景

银屑病又称牛皮藓,是一种常见的皮肤性疾病,但病因比较复杂,与遗传、感染、免疫及环境等都有关;其目前的治疗方法较多,但疗效不一,且容易复发,患者大多终生受其困扰。随着生物制药的获批上市,银屑病的生物治疗也越来越普遍,但治疗过程中皮肤感染、疱病和湿疹等皮肤相关的不良事件也较多的发生,可能导致其正确治疗的中断或药物转换进,而增加银屑病复发或加剧的风险。研究和探讨银屑病患者生物治疗不良事件中出现湿疹的免疫学和遗传学风险,找到其系统性炎症特征,对于识别和诊断银屑病生物治疗中发生的皮肤相关不良反应有积极意义。

图源 https://www.nyrada.com/site/Science/drug-discovery/Autoimmune

文章速递

英国曼切斯特大学皮肤病研究中心联合BSTOP(Biomarkers of Systemic Treatment Outcomes in Psoriasis)研究组、BADBIR协会在国际临床免疫学杂志J ALLERGY CLIN IMMUNOL(IF = 14.29)上发表最新研究成果,通过整合蛋白组学和基因组学研究方法,对生物制药治疗银屑病过程中发生湿疹等皮肤相关不良反应进行研究,结果表明发生湿疹后其炎症蛋白组学特征更倾向于特异性皮炎,在生物制药治疗后、湿疹表型出现前可检测到,且这种特征是由相关基因决定

队列设计

血液样本同样可作为探索全身免疫反应的无创手段,特别对于皮肤病研究,可增加皮肤免疫学分析的全面性。BSTDP是一项前瞻性研究,对来自70多个皮肤科中心的银屑病患者的DNA、血液RNA和血清样本进行收集,并且在治疗的不同时间点纵向采集血液样本

本研究中的病例来自BSTDP中使用生物制剂治疗期间出现>1个反常湿疹不良事件的银屑病患者;对照则为生物疗法治疗期间未出现反常湿疹的银屑病患者。由于入组患者的血清样本来自3个不同的时间点(T1、T2和T3),为使之一一对应,最终有来自71个病例和75个对照,一共256个血清样本纳入后续的蛋白组学分析。

 

实验设计

2组共256个血清样本采用Olink Target 96 Inflammation Panel检测92个炎症相关蛋白,进行病例/对照的蛋白表达差异分析、不同生物制剂类别病例的蛋白表达差异分析、基因集富集分析、与特异性皮炎数据集的比较;并综合基因组学分析,探索上述特征是否由遗传决定

研究结果

为探究病例与对照在基线期以及生物制药治疗后的不同免疫炎症特征,研究采用Olink Target 96 Inflammation Panel对3个不同时间点(基线期、生物制剂治疗后未发生湿疹前以及发生湿疹等不良事件后)的血清蛋白进行检测,并对蛋白表达数据进行了时间序列分析。分析结果显示蛋白STAMBP在病例和对照组间差异表达;以趋化因子为主的15个蛋白在不同时间点差异表达,但在病例和对照组中均呈现同样的表达变化。

蛋白表达差异时间序列分析

接受TNFiUstekinumab(乌司奴单抗/抗IL-12/23)和IL17i治疗的银屑病患者,治疗后其TNFA、IL12B和IL17A分别均有升高,这可能与biologic-cytokine复合物在体内代谢比游离的细胞因子更慢有关。CCL19、TNFRSF9、CXCL10和CXCL9在不同药物类别的病例和对照组中也有表达差异,在TNFi治疗组中,CCL19在病例和对照组间差异表达。

治疗前后蛋白表达差异

基因集富集分析显示,与对照组相比,在时间点T1富集了0个基因集,但在T2和T3分别富集了11和10个基因集,且富集的基因相似,涉及细胞因子转导、趋化因子转导和IL10信号通路等。

基因集富集分析

对其中39个蛋白进行进一步分析,总结了它们的功能,以及它们在银屑病、特异性皮炎患者血清中是否存在蛋差异表达。结果显示其中大多数蛋白与特异性皮炎相关。Meta分析显示,39个蛋白中有7个蛋白相关的转录物在特异性皮炎中差异表达;除IL20RA和TNFRSF11B外,所有基因在时间点T3和特异性皮炎中都是表达上调。

湿疹患者通路富集基因分析

综合蛋白组和基因组分析,研究者发现银屑病生物治疗后的湿疹与7种含有与趋化因子、细胞因子、IL10和多种G蛋白偶联受体信号通路相SNPs的PRSs(多基因风险评分)显著相关。但进一步的敏感性分析显示虽然所有的PRSs都有相同的效应方向,但并不显著相关。

写在最后‍‍
基于Olink血清蛋白组学技术研究团队进一步探索了生物制药治疗银屑病后出现湿疹的系统免疫特征。研究发现STAMBP在病例中的表达显著降低,且STAMBP限制炎性小体的活性并降低IL1B的产生,病例中较低的STAMAP蛋白水平表明有IL1B信号介导的急性炎症倾向。与对照组相比,与趋化因子细胞因子信号传导相关的基因在病例中显著富集。这种富集在T2(湿疹发作前)可检测到,但在T1不存在,表明生物制药导致病例相对于对照组的全身性炎症变化,进而导致湿疹发生

文中采用Olink Target96 Inflammation Panel,系统研究了生物制剂治疗银屑病后出现湿疹的系统免疫特征,加深了对其发病机制的理解;后续仍需要借助蛋白组学技术,进一步的研究探索特定途径,如IL10信号通路等的作用,并确定皮肤中的炎症特征。深入研究皮肤病相关疾病机制,以更好地指导银屑病治疗用药

参考资料:

1.Integrated proteomics and genomics analysis of paradoxical eczema in psoriasis patients treated with biologics,J ALLERGY CLIN IMMUNOL. 2023. V152, No. 5

 

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2024年1月26日 16:42
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