科研进展

CHEST杂志支扩学术成果特邀专题:专访关伟杰、王德云教授

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最新一期Chest Journal Podcast就5月最新出版文章Motile Ciliary Disorders of the Nasal Epithelium in Adults with Bronchiectasis(文章既往报道详见南山呼吸网“支扩研究进展(一):发现支气管扩张症患者普遍存在上气道纤毛标记物表达异常 | Chest发表”,链接为https://mp.weixin.qq.com/s/yuf8Y3I2h5JoM0P3vygn1g)采访了实验室PI关伟杰研究员及新加坡国立大学王德云教授。Chest Journal Podcast是CHEST杂志就当月重要研究文章与作者展开讨论的一个访谈节目,旨在为临床医生在肺部疾病、重症监护和睡眠医学领域面临的挑战提供更多的资讯和讨论。

美国胸科医师学会Gretchen Winter博士作为杂志社Podcast专栏编辑,就文章的研究设计、研究内容与研究意义与关伟杰研究员和王德云教授进行了深入讨论。以下为采访内容节选:


Q1: 请问你们开展这项研究的意义是什么?

A1: 纤毛细胞是气道第一道防御系统中的最重要组成部分,既往研究已发现,运动性纤毛功能障碍不仅发生在原发性纤毛不动综合征(PCD),还表现在许多其它慢性气道炎症性疾病(支气管哮喘、过敏性鼻炎等)。支扩恶性涡旋假说认为,气道粘膜纤毛清除功能受损会损害正常的宿主防御功能,呼吸道对病原体易感性增加(图1),这将引起炎症反应,导致气道损伤与重塑,推动支扩的发生、进展。因此,运动性纤毛功能障碍可能是临床的常见现象,且与支扩严重程度相关。本研究希望了解气道防御功能缺陷与支扩的关联、探讨运动性纤毛障碍作为诊断手段的可能性,并探索治疗的新靶点。

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图1. 支扩疾病恶性涡旋假说


Q2: 关于运动性纤毛功能障碍和支扩的关系,你们发现了什么?

A2: 本研究首次发现,支扩患者运动性纤毛障碍的比例比预估中的比例更高(>85%的支扩患者有至少一种纤毛标记物免疫荧光染色特征异常,图2)。课题组最初是想找到支扩运动性纤毛障碍的初步证据,但结果显示运动性纤毛功能障碍在支扩中是一种较为普遍的现象。

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图2. 纤毛功能障碍在支扩中普遍存在


Q3:你们如何确定你们的研究结果是有别于PCD的继发性运动纤毛功能障碍?

A3: 在大多数临床医生认知中,纤毛功能障碍是先天性(基因突变相关)而非继发性的功能障碍。然而,本研究结果最新证明,大多数纤毛功能障碍是继发性的(占研究亚组人群的2/3,图3)。这提示了这些纤毛功能障碍更常见是由慢性细菌或病毒感染或炎症标志物的损伤引起的。因此,原发性纤毛功能障碍仅为引起纤毛功能障碍的原因之一。

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图3. 纤毛功能障碍多为继发性病变


Q4:这些研究发现有什么意义?您如何将您的研究结果应用到临床上?您是否认为这将促进支扩的诊断或治疗?

A4: 正如前文所提到的,长期以来,临床医生误以为运动性纤毛功能障碍大多数源于原发性纤毛功能障碍(PCD)。虽然免疫荧光检测不能轻易区分原发性和继发性的纤毛功能障碍,但是可以向临床医生提供关于运动纤毛功能障碍的概率或程度。根据“同一气道,同一疾病”理论,上呼吸道的运动纤毛功能障碍实际上在一定程度上可以有效地反映下呼吸道的运动纤毛功能障碍。因此我们认为,鼻刷检查在临床上会很有应用于临床诊断的发展潜力。


Q5: 您可以谈谈本研究的局限性吗?

A5: 本研究仍有以下局限:1)上、下气道标本匹配的患者数量较少,研究选用的纤毛标记物数量也较少;2)免疫荧光检测不能直接反映纤毛摆动情况,但是可被看作较重要的替代手段。3)因为鼻刷采集的样本细胞数量有限,暂时无法进一步进行qPCR验证。


下一步需确定运动性纤毛障碍的本质,无论是转录层面还是表观遗传的改变,都将有助于进一步确定纤毛损伤的机制。


Q6: 您认为这项研究具有什么独特的贡献?

A6: 正如前文提到的,支扩患者纤毛功能障碍的情况相当常见,大多数是继发性病变,这应该是所有发现里面最让人意想不到的。本研究还发现,随着时间的推移,大多数纤毛荧光染色结果可重复性高,且在上下气道之间基本一致,不受上下气道共病、气道炎症的影响。这些研究结果为“上气道特征可以反映下气道疾病”提供了强有力的证据。此外,本研究还发现了纤毛功能障碍与支扩严重程度仅存在弱相关,虽然确切的机制仍不清楚,但这很可能是因为在轻度支扩患者中已经存在纤毛功能障碍(相当部分的轻度支扩患者存在明显的嗜酸性粒细胞性炎症反应)。


此外,上述研究成果曾在今年2月举行的第三届欧洲支扩大会上由潘翠霞博士生(导师:关伟杰研究员)进行了成果汇报以及分享交流,纤毛病变研究专家Amelia Shoemark博士就演讲进行了提问和讨论。

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图4. 支扩课题组在第三届欧洲支扩大会的发言(线上)