特發(fā)性肺纖維化是一種進展迅速且致命的肺部疾病,發(fā)病機理尚不清楚,缺乏安全有效的治療藥物,是威脅人類健康的一大挑戰(zhàn)。前不久,我國科學家在這一領域取得重要突破:揭示特發(fā)性肺纖維化發(fā)生的細胞和分子機制,并找到了有望治療肺纖維化疾病的新靶點。該成果由北京生命科學研究所/清華大學生物醫(yī)學交叉研究院湯楠實驗室牽頭,與中日友好醫(yī)院的代華平團隊和普沐生物科技有限公司研發(fā)團隊合作完成,相關論文近日在線發(fā)表于國際學術期刊《細胞—干細胞》。
臨床研究顯示,特發(fā)性肺纖維化進展過程中,病變是由肺組織邊緣起始并向中心不斷蔓延,進而引起肺功能發(fā)生進行性和不可逆的下降。2020年,湯楠實驗室成功構建了一種可以高度模擬特發(fā)性肺纖維化發(fā)病特征的進展性肺纖維化小鼠模型,并在國際上首次證明:肺泡再生障礙導致?lián)p傷后激活的肺泡干細胞被卡在分化的中間狀態(tài),致使其暴露于持續(xù)升高的機械張力,這是誘發(fā)肺纖維化從肺葉邊緣起始并不斷向肺中心進行性發(fā)展的關鍵驅(qū)動因素。
多個國際團隊的研究也表明:肺損傷誘導的中間態(tài)肺泡干細胞與肺纖維化密切相關。但是,中間態(tài)肺泡干細胞引發(fā)肺纖維化發(fā)生的細胞和分子機制,仍然是一個未解之謎。
為此,湯楠團隊進行了深入的探索。他們首先發(fā)現(xiàn),伴隨處于中間態(tài)的肺泡干細胞從邊緣向中心的分布比例不斷升高,肺纖維化也從邊緣向中心不斷進展?!坝捎谥虚g態(tài)的肺泡干細胞高表達多種促纖維化的基因,這類干細胞很可能通過分泌促纖維化的因子直接參與調(diào)控纖維化的發(fā)生?!睖f。
哪種因子調(diào)控特發(fā)性肺纖維化的發(fā)生?科研人員把目標鎖定在中間態(tài)肺泡干細胞中特異性表達的雙調(diào)蛋白——AREG上。
為證明AREG在肺纖維化中的作用,科研人員在進展性肺纖維化動物模型中,從肺泡干細胞中特異性敲除了AREG,這顯著抑制了肺纖維化發(fā)生,并提高終點動物的生存率。同時,他們在健康小鼠的肺泡干細胞中持續(xù)性誘導AREG過表達,顯著引起了肺組織纖維化發(fā)生。研究證明,AREG是驅(qū)動肺纖維化發(fā)生和進展的充分必要條件。
通過一系列體外細胞實驗和體內(nèi)動物模型驗證,科研人員還證明,中間態(tài)肺泡干細胞通過持續(xù)性分泌的AREG直接作用到表達EGFR(表皮生長因子受體)的成纖維細胞上,促進了肺纖維化發(fā)生。在患者肺部樣本中,科研人員得到了同樣的結果。
為進一步驗證AREG與特發(fā)性肺纖維化發(fā)生的關系,科研人員對103個患者血清中的AREG水平進行了檢測分析。結果發(fā)現(xiàn),AREG在特發(fā)性肺纖維化患者血清中的水平顯著升高,并且與患者的肺功能呈顯著的負相關。此外,血清AREG的水平還和患者的病情嚴重程度呈顯著的正相關。
藥物研究方面,科研人員通過使用中和抗體有效阻斷AREG,可以顯著抑制小鼠肺纖維化的發(fā)生和發(fā)展,提高動物的生存率。這一發(fā)現(xiàn)凸顯了抗AREG抗體在減緩特發(fā)性肺纖維化進展方面的治療潛力,并提供了一種有前景且安全的治療策略。
人民日報記者 趙永新