解析文章《Dynamics of Type I and Type II Interferon Signature Determines Responsiveness to Anti-TNF Therapy in Rheumatoid Arthritis》

作者：Takeshi Iwasaki ^{1 2}, Ryu Watanabe ^{3 4}, Hiromu Ito ^{3 5}, Takayuki Fujii ³, Kenji Okuma ^{6 7}, Takuma Oku ^{6 7}, Yoshitaka Hirayama ^{6 7}, Koichiro Ohmura ¹, Koichi Murata ^{3 8}, Kosaku Murakami ¹, Hiroyuki Yoshitomi ⁹, Masao Tanaka ³, Shuichi Matsuda ⁸, Fumihiko Matsuda ², Akio Morinobu ¹, Motomu Hashimoto ^{3 4}

鏈接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35734167/

本文研究了類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（RA）患者對腫瘤壞死因子抑制劑（TNFi）治療的長期反應(yīng)機(jī)制，特別是探討了I型干擾素（IFN-I）和II型干擾素（IFN-II）信號通路在TNFi治療響應(yīng)中的作用。通過多組學(xué)分析，作者發(fā)現(xiàn)IFN-I和IFN-II信號通路的動態(tài)變化與TNFi治療的響應(yīng)性密切相關(guān)，并提出了基于IFN信號通路的潛在生物標(biāo)志物。

背景

類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（RA）是一種慢性炎癥性疾病，可導(dǎo)致關(guān)節(jié)進(jìn)行性破壞。雖然腫瘤壞死因子抑制劑（TNFi）是治療RA的有效藥物，但約30%-40%的患者對TNFi治療無反應(yīng)或反應(yīng)不足。因此，闡明TNFi治療響應(yīng)的機(jī)制并確定預(yù)測生物標(biāo)志物對于改善RA患者的治療結(jié)果具有重要意義。

方法

患者納入與樣本收集：本研究納入了29名接受TNFi治療的生物疾病修飾抗風(fēng)濕藥（DMARD）初治RA患者。在治療開始前和治療三個月后收集血液樣本，并在一年后評估治療響應(yīng)。治療響應(yīng)評估：根據(jù)疾病活動度評分28（DAS28-ESR）< 2.6的標(biāo)準(zhǔn)，將患者分為響應(yīng)者（實(shí)現(xiàn)臨床緩解）和非響應(yīng)者（未實(shí)現(xiàn)臨床緩解或改用其他生物制劑）。

多組學(xué)分析：

轉(zhuǎn)錄組分析：通過RNA測序分析外周血單個核細(xì)胞（PBMCs）的基因表達(dá)譜，使用DESeq2進(jìn)行差異表達(dá)分析，并通過Metascape進(jìn)行富集分析。

蛋白質(zhì)組分析：使用ProcartaPlex平臺測量血漿中67種蛋白質(zhì)的水平。

流式細(xì)胞術(shù)：分析PBMCs的細(xì)胞表型。

單細(xì)胞分析：利用公開的單細(xì)胞RNA測序數(shù)據(jù)分析IFN信號的細(xì)胞來源。

解卷積分析：使用CIBERSORTx估計(jì)不同細(xì)胞類型的豐度，并分析IFN-II信號通路的細(xì)胞來源。

藥物濃度與抗藥抗體檢測：使用Matriks Biotek品牌的Shikari? (Q-INFLIX) Infliximab ELISA試劑盒測量TNFi藥物濃度和抗藥抗體滴度。

Matriks Biotek品牌的Shikari (Q-INFLIX) Infliximab ELISA試劑盒

貨號：INF-FD-REMI

產(chǎn)品作用：該試劑盒用于定量檢測血漿或血清中Infliximab（一種常用的TNFi藥物）的濃度。通過酶聯(lián)免疫吸附測定（ELISA）方法，可以準(zhǔn)確測量治療后患者體內(nèi)Infliximab的藥物水平，從而評估藥物的暴露情況和患者的依從性。

價值：

評估藥物暴露：幫助臨床醫(yī)生了解患者在治療期間的藥物暴露情況，確保患者達(dá)到有效的藥物濃度。

監(jiān)測治療反應(yīng)：結(jié)合患者的臨床響應(yīng)情況，評估藥物濃度與治療效果之間的關(guān)系。

指導(dǎo)治療決策：對于藥物濃度不足的患者，可能需要調(diào)整劑量或更換治療方案；對于出現(xiàn)抗藥抗體的患者，可能需要考慮使用其他生物制劑。

個性化治療：通過監(jiān)測個體患者的藥物濃度，實(shí)現(xiàn)更個性化的治療方案，提高治療效果。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

臨床特征比較：治療前，非響應(yīng)者的紅細(xì)胞沉降率（ESR）顯著高于響應(yīng)者，C反應(yīng)蛋白（CRP）和DAS28-ESR也略高于響應(yīng)者。

基因表達(dá)差異：治療前，非響應(yīng)者中IFN-I信號通路相關(guān)基因的表達(dá)顯著高于響應(yīng)者。治療后三個月，非響應(yīng)者中IFN-II信號通路相關(guān)基因的表達(dá)顯著增加，而響應(yīng)者中則有所下降。

IFN信號通路與臨床響應(yīng)的關(guān)系：IFN-I評分在非響應(yīng)者中持續(xù)較高，而在響應(yīng)者中有所下降。IFN-II評分在非響應(yīng)者中治療后顯著增加，而在響應(yīng)者中有所下降。

生物標(biāo)志物鑒定：淋巴細(xì)胞數(shù)量和CXCL10蛋白水平與IFN-I信號通路相關(guān)，可作為預(yù)測TNFi治療響應(yīng)的潛在生物標(biāo)志物。

治療前HGF蛋白水平可預(yù)測IFN-II評分的增加幅度。

細(xì)胞來源分析：單細(xì)胞分析顯示，IFN-I信號主要來源于單核細(xì)胞。

解卷積分析表明，IFN-II信號主要來源于CD4+和CD8+ T細(xì)胞。

結(jié)論

本文首次報(bào)道了IFN-II信號通路在TNFi治療響應(yīng)中的作用，并發(fā)現(xiàn)IFN-I和IFN-II信號通路的動態(tài)變化與RA患者對TNFi治療的長期響應(yīng)性密切相關(guān)。淋巴細(xì)胞數(shù)量、CXCL10和HGF水平可作為預(yù)測TNFi治療響應(yīng)的潛在生物標(biāo)志物。這些發(fā)現(xiàn)為理解TNFi治療響應(yīng)的機(jī)制提供了新的視角，并為臨床個性化治療提供了依據(jù)。

多組學(xué)分析的整合：本文通過轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組和流式細(xì)胞術(shù)等多組學(xué)方法的整合分析，全面揭示了IFN信號通路在RA患者TNFi治療響應(yīng)中的作用。這種多組學(xué)分析策略為復(fù)雜疾病的研究提供了新的思路。

IFN信號通路的雙重作用：研究發(fā)現(xiàn)，IFN-I信號通路在非響應(yīng)者中持續(xù)激活，可能通過抑制淋巴細(xì)胞增殖等機(jī)制影響治療響應(yīng)；而IFN-II信號通路在治療后的動態(tài)變化則可能與T細(xì)胞的激活和分化有關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)揭示了IFN信號通路的復(fù)雜性和多樣性。

生物標(biāo)志物的鑒定：通過關(guān)聯(lián)分析，本文鑒定了多個與IFN信號通路相關(guān)的潛在生物標(biāo)志物，這些標(biāo)志物不僅有助于預(yù)測治療響應(yīng)，還可能為理解RA的發(fā)病機(jī)制和開發(fā)新的治療方法提供線索。

臨床應(yīng)用的潛力：本文提出的生物標(biāo)志物和IFN信號通路的相關(guān)發(fā)現(xiàn)具有潛在的臨床應(yīng)用價值。通過監(jiān)測這些標(biāo)志物和信號通路的變化，臨床醫(yī)生可以更準(zhǔn)確地評估患者的治療響應(yīng)和預(yù)后，從而制定更加個性化的治療方案。

方法學(xué)的創(chuàng)新：本文采用了多種先進(jìn)的分析方法和技術(shù)手段，如單細(xì)胞RNA測序、解卷積分析等，這些方法的應(yīng)用為深入研究復(fù)雜疾病的分子機(jī)制提供了新的工具和視角。

綜上所述，本文通過多組學(xué)分析深入探討了IFN信號通路在RA患者TNFi治療響應(yīng)中的作用和機(jī)制，并提出了多個潛在的生物標(biāo)志物。這些發(fā)現(xiàn)不僅增進(jìn)了我們對RA發(fā)病機(jī)制和TNFi治療響應(yīng)的理解，也為臨床個性化治療提供了新的依據(jù)和思路。