暴发性心肌炎被称为心脏的“免疫风暴”,发病快,死亡率高。近日,华中科技大学附属同济医院和华大生命科学研究院围绕暴发性心肌炎的发病机制和治疗方法在国际知名学术期刊Nature(《自然》)子刊Signal Transduction and Targeted Therapy(IF=40.8)发表了相关成果。在这项研究中,团队利用华大自主研发的时空组学技术Stereo-seq,结合单核RNA测序技术,构建了小鼠暴发性心肌炎感染过程的时空图谱。
图源:Signal Transduction and Targeted Therapy官网截图
所谓“免疫风暴”,指的是身体的免疫系统不仅攻击入侵的病毒,还“误伤”了正常细胞,对人体造成更大的伤害,目前已有的研究表明,暴发性心肌炎的病情恶化与“免疫风暴”密切相关。
据介绍,为了研究暴发性心肌炎的发病机制,研究团队对健康的和病毒感染后1-7天小鼠的心脏分别进行单核转录组和空间转录组测序,并成功构建了小鼠感染暴发性心肌炎过程的时空图谱,记录下疾病发展全过程。时空图谱显示,随着疾病发展,心肌细胞数量逐渐减少,而巨噬细胞、T细胞等免疫细胞却呈爆发式增长,表明机体免疫系统正在疯狂反击。
小鼠心脏感染暴发性心肌炎的时空图谱。图源:Signal Transduction and Targeted Therapy官网
研究团队发现,心脏表面的间皮细胞是病毒攻击的首要目标。它们就像心脏的“外衣”,最先接触到入侵的病毒。一旦被感染,间皮细胞就会发出“警报”,激活免疫系统。
巨噬细胞和T细胞原本是负责清除外来病毒和自身受损细胞的“卫士”。但在暴发性心肌炎的发展过程中,它们却变成了“破坏者”。在间皮细胞的“煽动”下,巨噬细胞被激活,进而招募T细胞,表达高水平的干扰素(IFN-γ),最终诱导心肌细胞损伤。至此,一场“免疫风暴”形成,加剧了病情。
为验证这一致病机制,研究团队使用免疫调节药物“静脉注射免疫球蛋白(IVIG)”进行治疗。结果显示,IVIG可以减少患病小鼠体内炎症性巨噬细胞和T细胞的数量,减弱炎症反应,并显著降低死亡率。这一结果为暴发性心肌炎的治疗提供了潜在靶点。
华中科技大学同济医学院附属同济医院汪道文教授和华大生命科学研究院副院长方晓东研究员为论文共同通讯作者,华大生命科学研究院联合培养博士生陈雪婷、哥本哈根大学联合培养博士生沈娟等作为论文共同第一作者参与到了这项工作。
编辑 许家宜 审读 郭建华 二审 郑蔚珩 三审 刘思敏