I型糖尿病，又被稱(chēng)為“青少年糖尿病”，是通常在20歲前出現的一種自身免疫性疾病。先前研究表明，該病發(fā)生是由于免疫系統破壞胰 腺中β細胞制造胰島素的能力。而待患者被確診時(shí)，該疾病已潛伏發(fā)作一段時(shí)間了。
是否有一種方法可以盡早發(fā)現高風(fēng)險患者的患病跡象，從而預防或延遲發(fā)病呢？
近日發(fā)表在《Science Immunology》雜志上的一項最新研究報告稱(chēng)，來(lái)自美國斯克里普斯研究中心的科學(xué)家們或許已經(jīng)找到了最早可檢測I型糖尿病發(fā)病的生物學(xué)標記物，將大大改善潛在致病患者的治療干預時(shí)間，推遲發(fā)病時(shí)間。
突變HLA蛋白+胰島素片段=免疫系統破壞
1974年，發(fā)表在《THE LANCET》上的一項對I型糖尿病來(lái)說(shuō)具有里程碑意義的遺傳學(xué)研究揭開(kāi)了其神秘的面紗，研究學(xué)者發(fā)現：在患有I型糖尿病的患者中，HLAs（人類(lèi)白細胞抗原）這類(lèi)免疫調節分子中總存在著(zhù)獨特的遺傳特征。
HLA蛋白質(zhì)往往位于細胞表面，是免疫系統是否發(fā)起攻擊的“通信員”。但當它“傳錯信”時(shí)，后果往往很?chē)乐兀t生病大則危及生命。而I型糖尿病的產(chǎn)生便也來(lái)源于這樣的“傳錯信”：突變的HLA蛋白與β細胞產(chǎn)生的胰島素片段結合后導致免疫系統破壞，從而阻止葡萄糖進(jìn)入細胞，將其集聚在血液中，導致高血糖的產(chǎn)生。
25年過(guò)去了，科學(xué)家們發(fā)現雖然建立了HLA基因突變與I型糖尿病之間的聯(lián)系，但仍然無(wú)法辨別免疫系統的T細胞究竟是如何被“吸引”到這一疾病上的。
單細胞測序找到最早遺傳生物標記
基于這一問(wèn)題，來(lái)自美國Scripps Research的Luc Teyton博士及其團隊通過(guò)5年的潛心專(zhuān)研，給出了最新的回答。讓該研究發(fā)生質(zhì)的飛越是來(lái)自多次對這類(lèi)的細胞進(jìn)行的單細胞測序和分析。研究團隊與同一研究中心的綜合結構和計算生物學(xué)系合作，對單個(gè)T細胞的DNA進(jìn)行了測序，獲得了極高分辨率的細胞功能和遺傳變異視圖。
在雌性NOD小鼠的疾病過(guò)程中胰島中的抗胰島素特異性群體動(dòng)態(tài)。圖片來(lái)源：參考資料[2]
從這一高清視圖中，他們發(fā)現了一種被其稱(chēng)為“P9開(kāi)關(guān)”的細胞結構機制。這一機制允許CD4 + T細胞識別突變的HLA蛋白并攻擊β細胞。還值得注意的是，P9開(kāi)關(guān)在小鼠中引發(fā)了早期的抗胰島素反應，然后迅速消失。如果這種現象也在人類(lèi)研究中出現，也就意味著(zhù)這些配備“P9開(kāi)關(guān)”的細胞將成為識別發(fā)病的早期生物標記。
目前，Teyton團隊已獲批準備向人類(lèi)展開(kāi)進(jìn)一步的研究。研究人員將在每年收集多達30名I型糖尿病高危人群的血液樣本，并對這些血液樣本進(jìn)行分析以找尋人類(lèi)患者發(fā)病前兆生物標記是否與“P9開(kāi)關(guān)”的細胞結構機制相關(guān)。
該論文的第一作者Luc Teyton博士表示，由于I型糖尿病具有很強的遺傳聯(lián)系，因此因遺傳致病的患病風(fēng)險要比首次獲病的風(fēng)險高出20倍之多。所以，我們亟需一個(gè)明確的生物標記來(lái)幫助其預防或延遲發(fā)病。
參考資料：
[1] Discovery paves the way for earlier detection of type 1 diabetes
[2] Position β57 of I-Ag7 controls early anti-insulin responses in NOD mice, linking an MHC susceptibility allele to type 1 diabetes onset
[3] HL-A, IMMUNE-RESPONSE GENES, AND DISEASE
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