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Your Good Partner in Biology Research

改良的紅細(xì)胞可以防止有害的免疫反應(yīng)

日期:2023-11-20 11:36:00

根據(jù)美國自身免疫相關(guān)疾病協(xié)會的數(shù)據(jù),已經(jīng)確認(rèn)了大約80-100種不同的自身免疫疾病,而至少還有40種其他疾病被懷疑具有自身免疫基礎(chǔ)。這些疾病總共影響著全球超過2.5億人,并且還有更多人患有慢性炎癥性疾病。此外,自身免疫疾病的發(fā)病率正以令人擔(dān)憂的速度增長。總之,自身免疫疾病正逐漸成為一種健康負(fù)擔(dān)。

一些最常見的自身免疫疾病包括格雷夫斯病、哈希莫托甲狀腺炎、全身性紅斑狼瘡(SLE或狼瘡)、1型糖尿病(T1D)、多發(fā)性硬化癥(MS)、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(RA)和炎癥性腸病(IBD)。這些疾病是慢性的,有時甚至可能危及生命。有必要提高對這些疾病的認(rèn)識。


1. 什么是自身免疫性疾病?

正如其名稱所示,自身免疫疾病是與我們的免疫系統(tǒng)有關(guān)的一種疾病。

我們的免疫系統(tǒng)是一個由許多生物組成和過程構(gòu)成的系統(tǒng),用于保護(hù)我們免受疾病的侵害。我們生活環(huán)境中以及我們自身都存在著大量微生物。其中一些微生物具有使我們生病的能力。通常情況下,我們的免疫系統(tǒng)的功能是感知并對抗這些外來入侵者,以保持我們的健康。

然而,我們的免疫系統(tǒng)可能會錯誤地攻擊身體的自身組織。由此產(chǎn)生的炎癥和組織損傷可以導(dǎo)致從輕微到嚴(yán)重的癥狀,甚至導(dǎo)致死亡。自身免疫疾病可以影響我們身體的幾乎任何部位,如皮膚、關(guān)節(jié)、腸道、甲狀腺、眼睛、脊髓和大腦。癥狀可能因缺陷免疫反應(yīng)的類型和位置而有所不同。盡管不同自身免疫疾病的癥狀各不相同,但通常會有一些共同點,如疲勞、頭暈、肌肉疼痛、腫脹和紅腫,以及低燒。

簡而言之,自身免疫疾病是免疫系統(tǒng)的功能失調(diào),導(dǎo)致身體攻擊自身組織。


2. 是什么導(dǎo)致了自身免疫性疾病?

自身免疫疾病的確切原因尚未完全理解。在許多情況下,醫(yī)生不知道為什么患者的免疫系統(tǒng)出現(xiàn)問題。但關(guān)于是什么導(dǎo)致或增加了這些疾病的風(fēng)險,存在許多理論和假設(shè)。

首先,發(fā)展自身免疫疾病的風(fēng)險在男女之間不同。流行病學(xué)研究表明,在80多種自身免疫疾病中,總體估計患病率為4.5%,男性為2.7%,女性為6.4% [1]。這意味著基本上,女性比男性更容易患自身免疫疾病。有許多可能的方式來解釋這種女性優(yōu)勢。原因可能包括荷爾蒙、遺傳差異、行為、環(huán)境和其他未知因素。

其次,明顯的是遺傳因素影響了自身免疫疾病的發(fā)病率。例如,一些家庭比其他家庭更容易受到自身免疫疾病的影響。但并非所有家庭成員都患同一種疾病。他們繼承了患自身免疫疾病的易感性。此外,科學(xué)家已經(jīng)確定了一些自身免疫疾病的風(fēng)險基因候選者。例如,攜帶某些HLA-DQA1、HLA-DQB1和HLA-DRB1基因的人似乎更容易患1型糖尿病 [2]

第三,環(huán)境因素可能影響自身免疫疾病的發(fā)病率。這些環(huán)境因素包括感染、職業(yè)暴露和一般暴露。例如,腸道病毒感染與1型糖尿病相關(guān) [3];全身性硬皮病與職業(yè)暴露于二氧化硅粉塵或溶劑有關(guān) [4];紅斑狼瘡抗體(抗Sm和抗RNP)已檢測到植入硅膠假體的患者中,這些抗體在移除假體后消失。

第四,飲食可能也很重要。高脂肪、高糖和含大量加工食品的飲食被認(rèn)為會增加自身免疫疾病的風(fēng)險。但目前缺乏強(qiáng)有力的證據(jù)來支持這一假設(shè)。

第五,過于清潔的環(huán)境可能也是問題的一部分。由于疫苗和消毒劑的使用,現(xiàn)在的孩子與過去相比接觸到細(xì)菌的機(jī)會要少得多。這可能會導(dǎo)致免疫系統(tǒng)對無害物質(zhì)產(chǎn)生過度反應(yīng)。


3. 如何治療自身免疫性疾病?

目前,尚無已知的自身免疫性疾病治愈方法,但有許多種類的藥物可用于治療。您接受的治療類型取決于疾病的種類和階段、疾病的嚴(yán)重程度和具體癥狀。治療的主要目標(biāo)是改善癥狀、最小化組織損傷并保持器官功能。常用的藥物包括免疫抑制劑、抗炎藥物以及替代內(nèi)臟器官功能的治療。

免疫抑制劑是一類減弱免疫系統(tǒng)功能的藥物,可以分為幾種不同的類別,如糖皮質(zhì)激素、鈣調(diào)神經(jīng)酶抑制劑、mTOR抑制劑、IMDH抑制劑、生物制劑和單克隆抗體。

不同類別的免疫抑制劑通過抑制免疫系統(tǒng)的不同部分來發(fā)揮作用。大多數(shù)免疫抑制劑的目標(biāo)是T細(xì)胞,因為這些細(xì)胞在細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)中起關(guān)鍵作用。

免疫抑制劑對于自身免疫性疾病的治療至關(guān)重要,但其中許多藥物都伴隨著輕微到嚴(yán)重的副作用。當(dāng)免疫抑制劑減弱免疫系統(tǒng)的功能時,它不僅抑制了觸發(fā)疾病的異常免疫反應(yīng),還抑制了對抗病原體的保護(hù)性免疫反應(yīng)。因此,使用免疫抑制劑治療可能會增加患者感染的風(fēng)險。免疫抑制劑的其他副作用可能包括食欲不振、嘔吐、腹瀉、高血壓、體重增加等。

非甾體抗炎藥物(NSAIDS)和糖皮質(zhì)激素抗炎藥物也用于治療自身免疫性疾病。這些藥物有助于減輕炎癥及相關(guān)的疼痛、腫脹和發(fā)熱。

在一些自身免疫疾病中,人體不再產(chǎn)生身體正常運(yùn)作所需的特定物質(zhì),例如糖尿病中的胰島素和自身免疫性甲狀腺疾病中的甲狀腺素。對于這些疾病,替代胰島素或甲狀腺素是一種關(guān)鍵的治療策略。

此外,在極端情況下,患有自身免疫性疾病的患者可能需要接受手術(shù)。


4. 關(guān)于自身免疫性疾病治療的最新研究發(fā)現(xiàn)是什么?

腫瘤標(biāo)志物廣泛用于實驗室測試,盡管其中一些符合設(shè)定標(biāo)準(zhǔn),而一些則不符合。在這里,我們盡可能完整地列出了常見的腫瘤標(biāo)志物(表1)。

不斷有關(guān)于自身免疫性疾病的新治療方法正在研究中。

在一項發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)上的新研究中,來自麻省理工學(xué)院(MIT)的白頭研究所的研究人員報告了一種新的方法,用于預(yù)防和減輕兩種常見的自身免疫性疾病,即1型糖尿病和多發(fā)性硬化癥 [5]

在他們的研究中,研究人員通過基因工程改造紅細(xì)胞,使其攜帶導(dǎo)致自身免疫性疾病中異常免疫反應(yīng)的疾病引發(fā)抗原——來自引起自身免疫疾病中異常免疫反應(yīng)的細(xì)胞的蛋白質(zhì)片段。當(dāng)這些經(jīng)過改造的紅細(xì)胞注射到小鼠模型中時,它們教導(dǎo)小鼠免疫系統(tǒng)忽略這些抗原,從而預(yù)防了有害的免疫反應(yīng)和癥狀。

這項新研究的目標(biāo)是規(guī)避非特異性免疫抑制引起的副作用。為了實現(xiàn)這一目標(biāo),研究人員著手探索另一種稱為耐受誘導(dǎo)的方法。

耐受誘導(dǎo)已經(jīng)被視為控制自身免疫性疾病的一種潛在方法。在這種方法中,身體被訓(xùn)練將治療產(chǎn)品視為身體的正常部分,而不對其產(chǎn)生反應(yīng)。然而,仍然存在許多問題需要解決。例如,在治療產(chǎn)品到達(dá)目標(biāo)部位之前,它可能會被身體降解。

當(dāng)前的研究使用紅細(xì)胞來傳遞抗原。研究人員從小鼠中收集血液,并改造紅細(xì)胞以攜帶觸發(fā)有害免疫反應(yīng)的抗原。然后,經(jīng)過改造的紅細(xì)胞被輸血回1型糖尿病和多發(fā)性硬化癥的小鼠模型體內(nèi)。結(jié)果顯示,經(jīng)過改造的紅細(xì)胞治療顯著減輕了疾病癥狀。

這種方法利用了體內(nèi)紅細(xì)胞清除途徑。由于紅細(xì)胞被處理時,免疫系統(tǒng)確定它們是"自身",因此攜帶的抗原也被視為"自身"而被耐受。

研究論文的第一作者,MIT的學(xué)生Novalia Pishesha解釋說,"基本上,我們正在劫持紅細(xì)胞的清除途徑,使外來抗原偽裝成紅細(xì)胞自身,從而在過程中被耐受。"

總之,該研究在小鼠中展示了攜帶抗原的紅細(xì)胞在治療1型糖尿病和多發(fā)性硬化癥方面的有效性。研究人員總結(jié)道:"攜帶抗原的紅細(xì)胞可能為治療自身免疫性疾病提供一種簡單的方法,而不損害全身免疫力。"

該研究的合作主要作者之一、MIT教授Harvey Lodish指出,"這是自身免疫性疾病治療方法發(fā)展中的一個非常有前景的步驟。"

但該研究的發(fā)現(xiàn)是在小鼠中進(jìn)行的,它們是否適用于人類仍然未知。盡管如此,該研究為開發(fā)自身免疫性疾病治療藥物提供了新的途徑。



參考文獻(xiàn):

[1] Scott M.Hayter et al, Updated assessment of the prevalence, spectrum and case definition of autoimmune disease, Autoimmunity Reviews (2012).

[2] Xinli Hu et al, Additive and interaction effects at three amino acid positions in HLA-DQ and HLA-DR molecules drive type 1 diabetes risk, Nature Genetics (2015).

[3] L. C. Stene et al, Immunology in the clinic review series; focus on type 1 diabetes and viruses: the enterovirus link to type 1 diabetes: critical review of human studies, Clinical and experimental immunology (2011).

[4] E Diot et al, Systemic sclerosis and occupational risk factors: a case–control study, Occupational & Environmental Medicine (2002).

[5] Novalia Pishesha et al, Engineered erythrocytes covalently linked to antigenic peptides can protect against autoimmune disease, PNAS (2017).

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