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极早发型炎症性肠病新致病基因SYK!儿科医院黄瑛课题组研究成果登上Nature Genetics
发布时间:2021-03-30     发布人:消化科
 

  近日,国家儿童医学中心、复旦大学附属儿科医院消化科主任黄瑛教授团队在JCR一区期刊、国际权威杂志《自然-遗传学》(Nature Genetics)(IF=27.6分)以论著形式在线发表了题为“Gain-of-function variants in SYK cause immune dysregulation and systemic inflammation in humans and mice”的论文。本研究在国际上首次报道导致慢性肠炎、关节炎、皮肤炎症等多系统自身炎症免疫性疾病的一种新型致病基因SYK,开拓了极早发型炎症性肠病研究的新领域。复旦大学附属儿科医院消化科黄瑛教授、华东师范大学生命科学学院李大力教授和多伦多大学Hospital for Sick Children医院Aleixo Muise教授为该论文通讯作者。复旦大学附属儿科医院消化科王琳博士、牛津大学John Radcliffe医院Dominik Aschenbrenner博士后、华东师范大学生命科学学院曾之扬博士为本文共同第一作者。

 

  儿童极早发型炎症性肠病(发病年龄<6岁)(VEOIBD)目前病因未明,常表现为反复腹泻、便血、腹痛等,多伴有关节炎、皮肤改变等肠外表现,可合并出现原发性免疫缺陷病。目前遗传因素被认为在VEOIBD中起重要作用,已报道近百种单基因突变导致该病发生,但临床上仅20~30%患者可通过基因检测明确致病基因,仍有大部分患儿未找到已知的致病突变,这给临床诊疗带来极大挑战。
  2015年夏天,复旦大学附属儿科医院消化科收治了一名来自河南省的2月龄女童小洋洋,她在生后2周即开始出现严重腹泻,同时伴有肛瘘、关节炎、全身皮疹、反复发热、营养不良等表现,经过临床症状、影像学、内镜评估后最终确诊为极早发型炎症性肠病。由于小洋洋起病早、临床表现重、常规药物治疗效果欠佳,消化科主任黄瑛教授考虑小洋洋的疾病与单基因变异相关。研究团队对该患儿进行了免费全外显子基因检测,在51093个变异位点中未找到已知的致病基因变异,但在所有的变异位点中我们意外发现该患儿携带SYK基因de novo杂合突变。SYK基因编码蛋白脾酪氨酸激酶(Syk),是免疫和炎症反应信号通路中关键蛋白,在类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮、特发性血小板减少性紫癜中等自身免疫性疾病中发挥重要作用,其小分子抑制剂已进入临床试验治疗关节炎、特发性血小板减少性紫癜等疾病,但目前并无该基因导致极早发型炎症性肠病的报道。

 
图1 小洋洋的肛周病变、关节炎、内镜及病理下表现

  为了验证该突变的致病性,复旦大学附属儿科医院消化科王琳博士在国家留学基金委资助下于2015-2017年间前往加拿大Hospital for Sick Children医院进行博士联合培养,在黄瑛教授和Aleixo Muise教授共同指导下从事该项研究。研究结果发现该患儿外周血、肠道黏膜组织中Syk磷酸化水平均有增加,体外细胞实验证实该突变位点可产生Syk自身磷酸化,激活下游ERK、JNK信号通路,导致Th1和Th17型炎症细胞因子表达增多。
  在研究过程中,Hospital for Sick Children医院也发现2例极早发型炎症性肠病患者携带有SYK基因突变;同时国际儿童早发炎症性肠病群体研究(The interNational Early Onset Pediatric IBD Cohort Study,NEOPICS)合作平台锁定了3名奥地利、英国的慢性肠炎患者同样携带SYK基因突变,部分患者还伴有关节炎、皮肤改变、神经系统炎症及B细胞淋巴瘤等表现。对这5例患者的突变位点进行体外细胞水平验证,同样发现Syk自身磷酸化水平增强且下游炎症因子表达增加。
  华东师范大学生命科学学院的李大力教授是CRISPR/Cas9基因编辑技术的权威专家,是最先利用Cas9技术构建基因修饰大鼠和小鼠的研究者之一,我们与李大力教授团队合作,通过CRISPR/Cas9基因编辑技术在五周左右的时间便成功地构建了模拟病人突变的小鼠模型,发现SYK突变小鼠能产生自发性关节炎表型,病变组织分析亦发现Syk自身磷酸化水平增加,突变小鼠体内破骨细胞产生多且存在免疫细胞比例失衡;采用Syk小分子抑制剂干预或移植野生型小鼠骨髓,可减轻突变小鼠的关节病变损坏程度。共同通讯作者李大力教授介绍:“据我们所知,这是目前国际上第一个模拟人类突变能导致小鼠产生自发关节炎的模型,对于关节炎发生的机制和后期药物研发有重要意义。”

 
图2 SYK点突变小鼠的自发性关节炎表型

  该项研究是由中国、加拿大、英国、奥地利、以色列等国内外团队合作、历时5年的研究成果。在“玖久专项基金”及加拿大Aleixo Muise教授的爱心资助下,小洋洋接受了免费营养治疗,并获得住院费用的减免。
  复旦大学附属儿科医院消化科主任黄瑛教授于2006年成立国内首个儿童炎症性肠病俱乐部;2015年成立国内首个儿童炎症性肠病诊治研究基地及多学科团队;2017年成立国内首个儿童疑难胃肠病救助基金——玖久专项基金;2018年加入国际儿童早发炎症性肠病群体研究(NEOPICS)并成为中国研究中心;2019年牵头成立国家儿童医学中心消化专科联盟。2015年复旦大学附属儿科医院炎症性肠病多学科团队在国内首次采用脐血干细胞移植成功治疗IL10RA基因缺陷患儿,截止目前已累积收治共计100余例,其中75例接受了造血干细胞移植,相关研究成果发表在《Genetics in Medicine》、《Inflammatory Bowel Disease》、《Journal of Gastroenterology and Hepatology》、《Journal of parenteral and enteral nutrition》等国际胃肠病领域权威期刊。依托国家儿童医学中心大平台,消化科已在儿童炎症性肠病领域积极开展临床及基础研究,并与国内外多家临床与科研机构进行密切合作与广泛交流。复旦大学附属儿科医院消化科将以构建儿童炎症性肠病早期诊断、个体化精准治疗为长期目标,不断前行奋进。
 

图3  左三为黄瑛教授,左四为Aleixo Muise教授,右三为李大力教授,右二为王琳博士
 
图4  上图分别为Holm Uhlig教授、黄瑛教授、王琳博士,下图左二为王琳博士,右二为Holm Uhlig教授,右一为Dominik Aschenbrenner博士后

 
图5  2018年NEOPICS中国研究中心成立仪式





 
 
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