《Nature》新研究揭密:人类蛋白质也可能驱动自体免疫

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免疫系统原本应该是保护身体的重要防线,然而有时因为某些原因它们也会将正常人体细胞当作敌人进行攻击,进而造成自体免疫疾病(Autoimmune disease)发生。

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如何找到造成混淆的根源一直是个挑战,但最近圣路易斯华盛顿大学医学院(Washington University in St. Louis)、史丹佛大学医学院(Stanford University School of Medicine)和牛津大学(University of Oxford)三大名校组成的研究团队利用一种新方式,找到这些关键蛋白质片段以及响应的免疫细胞,为及早诊断和治疗自体免疫疾病开辟了新途径。

HLA 变异与自体免疫疾病间的关联

人类白血球抗原(human leukocyte antigen, HLA)是所有基因里最具多态性的基因,许多自体免疫疾病都被发现与 HLA 特定变异有关,像是僵直性脊椎炎(ankylosing spondylitis)和急性前葡萄膜炎(acute anterior uveitis)就已确定和 HLA-B27 变体存在密切关联。

HLA 蛋白质家族的功能就像手一样,会捡拾附近的任何蛋白质片段并展示给 T 细胞来进行检测,确认是危险的外来微生物或仅是人类蛋白质。由于 T 细胞光靠自身无法做到这点,长久以来,科学家一直认为是 HLA-B27 展示了未知的人类蛋白质才造成 T 细胞“误认”,引发对自体细胞的攻击,但科学家始终无法找到能佐证这项假设中那个未知片段。

为了确认假设的真实性,在《Nature》最新研究中,团队在僵直性脊椎炎的血液和关节及前葡萄膜炎患者眼睛中找到大量存在的某些 T 细胞后,研究人员设计了一种新方法来辨别这些 T 细胞与 HLA-B27 结合时驱动反应的蛋白质片段,随后再将片段与人类基因组和 5 个细菌基因组进行比对,藉以找到这些片段的可能起源。

透过这套方法,团队得以将数百万种可能性缩小到非常简短的人类和微生物蛋白质列表,并在最终与来自僵直性脊椎炎与急性前葡萄膜炎患者的 T 细胞受体(T cell receptors)结构进行比较后,发现两者间惊人的相似性。显示至少在这两种疾病之中,是人类和微生物蛋白质间的交叉反应(cross-reactivity)诱使自体免疫的发生。

为自体免疫疾病找新出口

僵直性脊椎炎从最初症状到实际诊断平均约需七到八年,缩短诊断时间将会对患者的生活产生巨大影响,研究人员认为,如果能针对消除这些引起疾病的 T 细胞,不仅可能治愈患者,甚至有望预防具有高风险基因变异的人的疾病发生。

这项研究为某些 HLA 变异与某些疾病的相关性找到了线索,也为长久以来的假设提供了强有力的证据,即应该对微生物起反应的 T 细胞也可能对正常人类蛋白质出现反应。研究团队希望随着潜在的驱动因素确定,有朝一日能有更具针对性的自体免疫疾病治疗手段及诊断工具出现。

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参考资料:
1. Nature, 2022, https://doi.org/10.1038/s41586-022-05501-7
2. https://medicine.wustl.edu/news/evidence-of-autoimmunitys-origins-uncovered-via-new-approach/

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