文獻解讀：Olink技術定義急性和慢性胰腺炎的血清免疫譜

期刊：Gastroenterology
影響因子：29.4
主要技術：Olink蛋白組學

導語

 急性胰腺炎（AP）在某些情況下可進展為復發(fā)性急性胰腺炎（RAP）和慢性胰腺炎（CP），目前，尚無獲批的胰腺炎治療方法或早期診斷或預后生物標志物。本文使用Olink技術，評估了參與慢性胰腺炎、糖尿病和胰腺癌（CPDPC）聯(lián)盟的慢性胰腺炎流行病學和轉化研究（PROCEED）前瞻性評價研究的參與者血清樣本中92種免疫標志物的蛋白水平。樣本分別來自無胰腺疾病（n=56）、患有慢性腹痛（CAP）（n=24）、AP（n=38）、RAP（n=56）和CP（n=57）的個體。共有33種免疫標記物在胰腺炎組與對照組差異表達。與IL17信號相關的免疫標記物將CP與AP和RAP區(qū)分開來，IL17A和CCL20將CP與CAP區(qū)分開，表明TH17細胞可能參與CP發(fā)病機制，2種免疫標志物（IL17A和ST1A1）可區(qū)分CP和CAP。巨噬細胞經典活化途徑在胰腺炎連續(xù)發(fā)展過程中持續(xù)升高，表明在疾病進展過程中促炎信號的積累。一些免疫標記物與吸煙、飲酒和糖尿病狀態(tài)有關。
 

主要技術

Olink蛋白組學

研究結果

1. 研究隊列和患者特征
通過Olink方法檢測了血清樣本中92種免疫標志物的表達，包括細胞因子、趨化因子和表面蛋白。分析的參與者樣本（N=231）包括對照（n=56）、CAP（疾病控制;n=24）、AP（n=38）、RAP（n=56）和CP（n=57）（表1）。所有組的性別和年齡分布相似。目前吸煙者和重度飲酒者的百分比在CP組、RAP組、AP組依次降低。同樣，糖尿病患病率也隨著疾病進展而增加。
 

表1 患者特征

圖1 胰腺炎血清免疫譜分析

3. Th17細胞應答可區(qū)分慢性胰腺炎與其他急性胰腺炎和慢性腹痛
接下來，作者試圖確定區(qū)分不同類型胰腺炎的免疫標志物。分析發(fā)現(xiàn)CCL20、IL17A等5種免疫標志物在CP中與AP和RAP不同（圖2A和B）。在這5種標志物中，與單獨的RAP相比，CP中MCP2下調，IL17A上調（圖2C和D）。與CAP相比，Th 17相關趨化因子和細胞因子CCL20和IL17A在CP中上調（圖3A和B），表明Th17細胞可能參與CP疾病發(fā)病機制。2種免疫標志物（IL17A和ST1A1）可以預測CP，AUC為0.78（圖3C）。
 

圖2  IL17信號傳導將CP與其他胰腺炎組區(qū)分開
 

圖3 Th17反應區(qū)分CP和CAP組

4. 胰腺炎進展期間特異且持續(xù)增加的炎癥反應
作者分析了炎癥相關通路，以區(qū)分不同類型的胰腺炎。用IPA進一步分析每個胰腺炎組中差異調節(jié)的免疫標志物，結果顯示AP的IPA結果與RAP和CP不同。有趣的是，RAP和CP組共享幾種活化的信號傳導途徑，包括“病原體誘導的細胞因子風暴信號傳導”和“IL17信號傳導”。同時比較來自3組的激活或抑制的免疫途徑，分析顯示“巨噬細胞經典活化信號傳導途徑”和促炎性上游信號傳導（TNF和IL1β）隨著胰腺炎疾病進展逐漸增加（圖4A）。類似地，與“巨噬細胞經典活化信號傳導”相關的個體免疫標志物的循環(huán)水平也顯示從對照到AP、RAP和CP逐漸增加的趨勢（圖4B）。這些數據表明RAP的血清免疫特征不同于AP，而與CP相似，且每種疾病狀態(tài)中的促炎信號不是短暫出現(xiàn)的，而是在急性到慢性的疾病進展中積累的，使慢性疾病更加復雜。
 

圖4 急性（AP，CAP）和慢性（CP）胰腺炎狀態(tài)炎癥通路特征

5. 胰腺炎中吸煙、病因學和飲酒狀態(tài)的免疫特征
最后作者研究了吸煙狀況、胰腺炎病因或飲酒量是否與胰腺炎患者細胞因子表達相關。如果有足夠數量的患者，則對單個胰腺炎組進行亞組分析。

吸煙是胰腺炎的獨立危險因素，也是AP進展為CP最強有力的危險因素之一，因此作者檢查了循環(huán)免疫標記物是否與個體的吸煙狀態(tài)相關。在合并的所有胰腺炎組中，7種免疫標志物因吸煙狀態(tài)發(fā)生改變（圖5A）。其中，不吸煙者到吸煙者中，CXCL5和FGF21等5種免疫標志物的表達逐漸增加。CP組不同吸煙狀態(tài)的人群中，九種免疫標志物差異表達，并且FGF21在CP中一致地顯示增加的趨勢，與吸煙程度相關（圖5B）。循環(huán)中FGF21水平與吸煙狀態(tài)的相關性表明其在吸煙相關性胰腺炎的病理生理機制中的作用。事實上，F(xiàn)GF21是Klotho相關分子之一，在吸煙者中升高。心肌梗塞后在肝臟中施用IL22后，F(xiàn)GF21也以信號轉導子和轉錄激活子依賴性方式增加。香煙煙霧誘導IL22并促進CP中的胰腺纖維化。因Olink panel不包括IL22，本研究無法檢測隊列中IL22的血清水平，但以前的研究和我們的數據表明，吸煙誘導的FGF21血清水平升高可能與IL22-IL22R-信號轉導子和轉錄軸激活子相關。
 

圖5 胰腺炎患者與吸煙相關的血清免疫標志物
 

作者還檢查了胰腺炎組中循環(huán)免疫標記物是否受到飲酒狀態(tài)的影響。AP組中，INF-γ、IL20R和SLAMF1的含量因飲酒狀態(tài)而改變（圖6A）。而在RAP中，僅CCL20和IL6水平受飲酒狀態(tài)影響（圖6B），CP的飲酒狀態(tài)沒有檢測到免疫標志物改變。

糖尿病是晚期CP的常見并發(fā)癥，是導致CP高死亡率的原因之一。作者分析發(fā)現(xiàn)在患有糖尿病的RAP和CP組中腫瘤壞死因子弱凋亡誘導物（TWEAK）水平較低（圖6C）。TWEAK是TNF超家族的細胞因子�？扇苄訲WEAK循環(huán)水平降低與心血管和腎臟疾病高風險患者的糖尿病相關。我們的數據表明，血清TWEAK水平可以區(qū)分RAP和CP糖尿病患者與非糖尿病患者。然而，TWEAK水平是否預測胰腺炎患者進展為糖尿病，或者TWEAK水平是否預測糖尿病患者胰腺炎的發(fā)生，還需要進一步研究。
 

圖6 胰腺炎患者與飲酒或糖尿病相關的血清免疫標志物

參考文獻：
1. Lee B, Jones EK, Manohar M, et al (2023) Distinct Serum Immune Profiles Define the Spectrum of Acute and Chronic Pancreatitis From the Multicenter Prospective Evaluation of Chronic Pancreatitis for Epidemiologic and Translational Studies (PROCEED) Study. Gastroenterology 165:173–186. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2023.03.236