科学家深入挖掘炎症性肠病缺失的基因片段

利用基因测序,研究人员的目标是有效的、个性化的治疗,副作用更少

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你需要知道的

Edwin de Zoeten医学博士概述了小儿炎症性肠病的治疗历史和研究以及他现在和未来的工作方向。

你如何解决一个隐藏的拼图?这是研究儿童炎症性肠病(IBD)的研究人员每天都要面对的问题,因为只有20%到25%的5岁以下的年轻患者存在诊断确认的遗传因素。识别剩下的患有严重疾病的儿童是一个巨大的挑战。

那么问题就变成了:根据每个病人的个人基因标记,对他们来说,最好的治疗方案是什么?针对IBD患者的个性化和免疫疗法正在取得进展——主要是激活或教育年轻患者自身的免疫系统来对抗疾病——但仍有许多有待了解的地方。

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参见有关儿童IBD早期诊断和治疗的重要性的相关文章。

在接下来的问答环节中,Edwin de Zoeten,医学博士,儿科胃肠病学,肝脏病学和营养学教授科罗拉多大学医学院以及小儿炎症性肠病中心在科罗拉多州儿童医院,她讨论了精准医学、蛋白质研究和生物统计学如何帮助克服诊断和治疗IBD儿童的障碍。

问答头

精准医疗似乎是您关于IBD的许多研究的焦点。你能谈谈这方面的研究吗?

我要讲的是我们5岁及以下的人群,他们有一个特定的名称:极早发型炎症性肠病人群(VEO-IBD)。这个群体有一个特定的子集,大约20%到25%的人,实际上会有一个可识别的基因突变。

在过去15年里,对VEO-IBD人群的理解发生了显著变化。最初,我们只能说,‘这个病人看起来像是炎症性肠病。我们会像治疗炎症性肠病一样治疗他们。”

现在,随着全外显子组测序、全基因组测序、rna测序的出现——所有这些我们在临床和实验室中都可以使用的不同技术——我们能够取其中的一个子集,并确定它们的基因突变或改变可能是导致炎症的潜在原因。然后我们就可以针对这个问题进行治疗。

你能分享一个靶向治疗的例子吗?

我们有一个我们发表的论文一种叫做CTLA-4单倍功能不全的特定遗传疾病,看起来很像炎症性肠病。患者活检可表现为腹泻、便血、腹痛和肠道炎症。然而,它对我们通常用于IBD的药物并没有真正的反应。

我们所了解的是寻找这些突变或免疫缺陷。对于CTLA-4单倍功能不全,实际上有一种单独的药物是一种不同的生物制剂,叫做abatacept,它已被证明对这些CTLA-4单倍功能不全的患者特别有益。这只是一个例子。

随着我们逐渐开始在实验室中定义技术,这些技术可以帮助我们准确地找出患者患有炎症的原因,我们可以利用这些信息来确定我们正在使用的治疗方法。

当你使用这些基因作为诊断和治疗计划的一部分时,你会先尝试不同的治疗方案来评估他们的反应吗?还是直接采用这些更个性化的方法?

是的,这是个好问题。通常对于这些5岁以下的孩子,它会自动引发我们的关注,并决定进行进一步的测试。我们和我们的儿科免疫学家一起做了一些基本的免疫学评估,试图看看是否有改变,表明一些潜在的免疫缺陷。然后我们很快进入基因测试和全基因组测序。

现在,在我们等待所有这些恢复的时候,因为这需要一点时间,我们尝试了一些东西,比如基本的类固醇,来减少炎症。我们的目标是让病人感觉更好,确保他们的体重在增加,在我们等待检查结果的时候。

然后75%的情况下,我们没有定义基因问题,我们将继续关注这些基因,看看是否有其他的测试,我们可以做。在这一点上,它有一点精确度,因为我们开始观察肠道中存在什么细胞当我们看活检时,例如,这可能表明可能有更好的药物。我们希望,随着研究的深入,我们能够更快地确定这些问题。

你能解释一下你正在进行的乳铁蛋白研究的发现以及它与IBD的关系吗?

乳铁蛋白是一种在大量母乳中产生的蛋白质,但也由肠道上皮细胞等其他细胞产生。研究表明乳铁蛋白可以对肠壁有愈合作用,并影响肠道中的微生物群。

这些研究让我们研究这种蛋白质,看看它对免疫细胞本身有什么作用。我们发现乳铁蛋白激活了调节性t细胞。调节性t细胞是在免疫系统被激活后使其平静下来的细胞。这是一种在炎症性肠病中非常普遍的细胞。它们有很多,但它们似乎并没有按照应有的方式发挥作用。

所以我们已经证明乳铁蛋白可以激活这些细胞,使它们产生细胞因子和其他有助于稳定免疫系统的因素。我们能够证明,当暴露于乳铁蛋白时,调节性t细胞会发生变化。

你研究的下一步是什么?

我们最近的拨款不仅是研究对调节性t细胞的影响,而且是研究肠道中实际发生的情况。我们是否吸引了更多的t细胞到肠道?我们也在研究其他问题,例如:给予乳铁蛋白的最佳方法是什么?口服还是注射?乳铁蛋白也是一种铁结合蛋白,所以我们正在研究不同水平的铁是否会影响它在肠道中的功能。

这笔资金来自国防部,他们的兴趣不仅在于炎症性肠病,还在于士兵在战场上可能感染的疾病。我们的目标之一是在实验室中观察沙门氏菌感染的模型,这样我们就可以研究乳铁蛋白是否能阻止这种感染,以及乳铁蛋白是否能治疗这种感染并加速恢复。

这是一个必要的治疗概念。我们现在使用的几乎所有药物都是免疫抑制剂,它们可以产生相当广泛的影响。它们影响免疫系统中的许多细胞,而不仅仅是促炎细胞。例如,免疫调节剂:它们不只是阻止引起炎症的t细胞。它们还能阻断抑制免疫系统反应的调节性t细胞。

因此,我的目标是试图找到一种方法,利用我们自己的调节t细胞或我们自己的细胞,使免疫系统平静下来,使炎症性肠病中的其他免疫系统平静下来。

儿科IBD领域未来的障碍是什么?

整合我们正在开发的知识。我认为合作不仅是与其他胃肠病学家的合作,也是与免疫学家、生物统计学家等的合作。此外,还有大量所谓的大数据正在变得可用。我们可以观察细胞中的所有基因,观察哪些细胞在产生什么蛋白质,观察肠道和微生物群中的所有细菌。这些数据都需要以一种逻辑的方式进行整合,以提高我们对IBD的理解。

我想这就是我们要开始学习的地方。再加上扩大年龄范围——从5岁及以下的孩子扩大到10岁及以下,18岁及以下。最终降到80岁以下。

我们的目标是了解患者的微生物群对他们的免疫系统有什么影响,以及他们的背景遗传是如何影响免疫系统的。这就是我们开始真正能够说,‘好吧,这是对你最好的治疗,这些是我们需要做的事情。’

主题:研究

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