胡琼依副研究员:芦可替尼抑制中性粒细胞JAK-STAT通路治疗难治性巨噬细胞活化综合征的机制研究

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摘要:2025年5月,胡琼依副研究员在Blood【IF21.1,Q1】杂志在线发表题名为“Ruxolitinib Targets JAK-STAT Signaling to Modulate Neutrophil Activation in Refractory M

2025年5月,胡琼依副研究员在Blood【IF21.1,Q1】杂志在线发表题名为“Ruxolitinib Targets JAK-STAT Signaling to Modulate Neutrophil Activation in Refractory Macrophage Activation Syndrome.”——JAK-STAT信号通路靶向抑制剂芦可替尼在难治性巨噬细胞活化综合征中对中性粒细胞活化的调控研究的研究论文。

瑞金医院风湿免疫科胡琼依副研究员、贾锦超医师、孙悦副研究员、滕佳临主任医师为论文的共同通讯作者;马宇宁医师、陈侠博士研究生、王孟燕医师为论文的共同第一作者。

doi:10.1182/blood.2024024362.

巨噬细胞活化综合征(MAS)是一种危重且致命的综合征,其特征为失控的过度炎症反应,属于继发性噬血细胞性淋巴组织细胞增生症(HLH),是风湿性疾病,尤其是成人斯蒂尔病(AOSD)的严重并发症,显著危害了患者的生存。传统上认为MAS是单核吞噬细胞系统异常增殖和活化的结果,尽管中性粒细胞在AOSD中扮演重要的致病角色,但其在MAS中的身份仍然未知。为此,研究者首先分析了AOSD-MAS患者的中性粒细胞和外周血单个核细胞(PBMC)的RNA-seq测序数据,发现中性粒细胞上调的差异基因显著富集于先天免疫相关的通路。同时,在CpG诱导的继发性噬血细胞性淋巴组织细胞增多症(hemophagocytic lymphohistiocytosis, HLH)小鼠模型中使用中性粒细胞特异性抗体清除中性粒细胞能显著降低炎症因子水平,其效果和清除单核细胞的效果相当。另外,通过RNA-seq测序、流式细胞术及Olink数据分析研究者发现MAS患者中性粒细胞JAK-STAT通路激活,相关炎症因子显著升高。

进一步分析发现JAK1/JAK2与中性粒细胞功能相关基因呈强相关, JAK1/2抑制剂芦可替尼已在HLH中证实其安全有效,然而在AOSD-MAS中的使用经验仅在个别病例报道中描述。对此,研究者对该中心的10例难治性AOSD-MAS患者使用芦可替尼进行治疗,发现8例实现完全缓解且激素剂量得以快速减量,1例达到部分缓解,另有1例在激素减量过程中出现复发。所有患者的临床症状、Pouchot评分和HScore显著下降在首月即得到改善。Olink检测到中性粒细胞活化相关细胞因子在治疗后亦明显下降。这些结果提示芦可替尼可抑制MAS的过度炎症反应,并可能有调节中性粒细胞的作用。

为进一步探索芦可替尼对免疫细胞的影响,研究者收集了患者芦可替尼治疗前后的中性粒细胞和PBMC进行RNA-seq测序,KEGG分析发现芦可替尼在转录组水平上影响了中性粒细胞NETosis。后续的原代细胞体外实验证实治疗后中性粒细胞NETs形成显著减少,并且血清NETosis标志物显著下降。利用NETosis缺陷(

Padi4-/- )小鼠进行体内实验进一步证实NETosis能介导MAS炎症风暴的发生。

继续使用GSEA分析治疗前后的RNA-seq测序数据发现芦可替尼影响了中性粒细胞的IL-6-STAT3通路以及PBMC的IL-6-STAT3和IL-2-STAT5通路,这些患者的血清中也被证实存在能激活白细胞STAT3和STAT5磷酸化的成分。继而,在继发性HLH模型中选择性抑制STAT3或STAT5可减轻全身炎症反应,降低NETosis标志物。

目前已知超过100个基因与HLH相关,其中11个致病基因的机制相对明确。然而,为何特定自身免疫性疾病患者会发生MAS仍不清楚。对这10例使用芦可替尼治疗的MAS患者进行WES测序发现12个JAK-STAT通路相关基因的VUS变异。功能学实验证明其中

PDGFRBPDGFRASOCS4PIAS4IL7RIL27RAIL12RB1IL11RAIL10RA等基因的10个变异能影响STAT3/STAT5的磷酸化。

该研究揭示中性粒细胞在MAS中的重要致病作用,阐明芦可替尼能通过广泛抑制JAK-STAT信号通路调控中性粒细胞活化的机制,为临床使用芦可替尼治疗难治性AOSD-MAS患者提供新的理论依据,并有望推动AOSD-MAS的基因靶向治疗新策略。

Abstract

Macrophage activation syndrome (MAS) is believed to be the result of inappropriate proliferation and activation of the mononuclear phagocytic system. Adult-onset Still’s disease (AOSD) is characterized by neutrophil activation and a cytokine storm, which can lead to its severe and potentially life-threatening complication MAS. RNA sequencing revealed that neutrophils may play a distinct and enhanced role in innate immunity in AOSD patients with MAS (AOSD-MAS). In the CpG-induced secondary hemophagocytic lymphohistiocytosis (HLH) model, depletion of neutrophils significantly reduced cytokine levels, with effects comparable to monocyte depletion. Significant enrichment was observed in the type I/II interferon and JAK-STAT pathways in neutrophils from AOSD-MAS patients. Treatment of 10 refractory AOSD-MAS patients with ruxolitinib led to the resolution of inflammatory parameters and clinical symptoms. RNA sequencing and ex vivo assays confirmed that ruxolitinib suppressed aberrant NETosis and STAT3/STAT5 signaling. In vivo, PAD4 knockout further confirmed the pathogenic role of NETosis in secondary HLH model. Moreover, selective inhibition of STAT3 or STAT5 alleviated systemic inflammation. Ten functional variants were identified in genes related to the JAK-STAT pathway, although their clinical relevance requires further validation. These findings suggest the potential of ruxolitinib in achieving disease remission in refractory AOSD-MAS patients by broadly inhibiting JAK-STAT signaling and modulation of neutrophil activation and NETosis.

中文摘要

巨噬细胞活化综合征(Macrophage activation syndrome, MAS)被认为是单核吞噬细胞系统异常增殖和活化的结果。成人斯蒂尔病(Adult-onset Still’s disease, AOSD)以中性粒细胞活化和细胞因子风暴为特征,MAS是其严重并发症,可危及患者生命。RNA-seq测序显示在并发MAS的AOSD患者(AOSD-MAS)中,中性粒细胞可能在先天免疫中活化并发挥独特的作用。在CpG诱导的继发性噬血细胞性淋巴组织细胞增多症(hemophagocytic lymphohistiocytosis, HLH)模型中,清除中性粒细胞能显著降低炎症因子水平,其效果与清除单核细胞相当。在AOSD-MAS患者的中性粒细胞中观察到I/II型干扰素及JAK-STAT通路显著富集。对10例难治性AOSD-MAS患者使用芦可替尼治疗后,炎症指标和临床症状均得到缓解。RNA-seq测序和体外实验证实芦可替尼可抑制NETosis及STAT3/STAT5信号传导。在体内实验中,PAD4基因敲除鼠进一步证实了NETosis在继发性HLH模型中的致病作用。此外,选择性抑制STAT3或STAT5可减轻全身炎症反应。研究者在JAK-STAT通路相关基因中鉴定出10个影响功能的变异,但其临床意义仍需进一步验证。这些发现表明,芦可替尼能广泛抑制JAK-STAT信号通路、调控中性粒细胞活化和NETosis,有望成为难治性AOSD-MAS患者的治疗选择。

作者

介绍

胡琼依副研究员,主治医师,硕士生导师,上海交通大学医学院附属瑞金医院风湿免疫科;研究方向:自身免疫和自身炎症性疾病的基础和临床研究。

滕佳临主任医师,硕士生导师,上海交通大学医学院附属瑞金医院风湿免疫科;研究方向:自身免疫和自身炎症性疾病的基础和临床研究。

孙悦副研究员,上海交通大学医学院附属瑞金医院风湿免疫科;研究方向:自身免疫和自身炎症性疾病的基础和临床研究。

贾锦超主治医师,上海交通大学医学院附属瑞金医院风湿免疫科;研究方向:自身免疫和自身炎症性疾病的基础和临床研究。

马宇宁医师,上海交通大学医学院附属瑞金医院风湿免疫科;研究方向:自身免疫和自身炎症性疾病的基础和临床研究。

王孟燕医师,上海交通大学医学院附属瑞金医院风湿免疫科;研究方向:自身免疫和自身炎症性疾病的基础和临床研究。

陈侠博士研究生,上海交通大学医学院附属瑞金医院风湿免疫科;研究方向:自身免疫和自身炎症性疾病的基础和临床研究。

来源:老钱的科学课堂

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