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基因缺陷!科学家发现一种新型罕见病,骨髓移植后产生了B细胞和抗体

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前瞻网 2021-05-06 18:14

近日,一项发表在《实验医学杂志》(Journal of Experimental Medicine)上的研究,报道了一种因基因缺陷无法产生B细胞和抗体的新罕见病,并将其命名为PU.1突变型无丙种球蛋白血症(PU.1 Mutated agammaglobulinemia,PU.MA)。

费城儿童医院(CHOP)的初级保健医生对一名幼儿Luke进行了一系列血液检查,很快意识到不对劲:他没有抗体。CHOP的研究人员通过全外泌体测序来扫描Luke的DNA,发现了导致Luke病情的基因突变,这使得Luke和他这样的病人无法制造B细胞和抗体来对抗感染。

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为了找出错误的基因,CHOP的研究人员比较了全球30名生来就没有B淋巴细胞(产生抗体的细胞)的患者的整个外显子组序列。在更大的小组中,他们发现了6名患者,其中包括Luke,他的一个名为SPI1的基因发生了突变,该基因编码PU.1蛋白。PU.1帮助骨髓中的B淋巴细胞打开染色质(一种紧密排列的DNA)中的“门”。没有PU.1蛋白,这些“门”仍然关闭,B细胞永远不会形成。

被观察的6名患者年龄在15个月到37岁之间,每个人都有不同的SPI1杂合突变(4个从头突变,2个非阶段突变),但PU.1蛋白水平不足,B细胞缺失——结果导致了零抗体。

为了验证SPI1和PU.1的作用,研究人员使用CRISPR在体外重建了条件。研究人员使用捐献的缺乏SPI1突变的患者的脐带血,使用CRISPR将患者的SPI1突变编辑到捐献的脐带血基因中。在培养细胞六周并对存活的细胞进行测序后,他们发现B细胞特别不耐受PU.1的变化。

因为卢克的情况是此前没遇见和处理过的,他的家人和医疗团队没有可以遵循的操作范本。在与研究小组协商后,他的家人决定进行骨髓移植,希望这一过程能帮助他制造自己的B细胞和抗体。很快,他们发现Luke的哥哥Jack是很好的匹配对象。

在三岁半的时候,患有高功能自闭症的Jack把他的骨髓捐赠给了Luke。这次移植成功地让Luke产生了自己的B细胞。在B细胞能够自己产生足够的保护性抗体之前,Luke每两周就会接受一次抗体注射,从而继续获得感染保护。

他哥哥捐献的骨髓,4岁的Luke变成了一个精力充沛的男孩,他喜欢变形金刚、消防车和他的平衡自行车。而在进行骨髓移植和输液之前,他每天需要两次萘普生(naproxen)来缓解关节疼痛,需要用腿部支架来拉直双腿,在10分钟的活动后,他会筋疲力尽地躺在地板上。现在,他却总能欢快地跑起来。

研究Luke的病例,不仅帮助指导了他的治疗,也为其他患有这种罕见疾病的人提供了答案——在某些病例中,这种情况已经持续多年——而且为了解PU.1对各种更常见的人类疾病和条件的影响打开了大门。

译/前瞻经济学人APP资讯组

参考来源:https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-05/chop-crd050321.php

论文链接:https://rupress.org/jem/article-abstract/218/7/e20201750/212070/Constrained-chromatin-accessibility-in-PU-1?redirectedFrom=fulltext

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