摘要
患者衍生的肺细胞的缺乏是肺动脉高血压研究的限制因素;但是,新进展有可能提高科学的可通用性并确定推动早期疾病的新机制http://bit.ly/2u1auew
“整个科学只不过是对日常思维的提炼。”(阿尔伯特·爱因斯坦)
肺动脉高压(PAH)是一种罕见但致命的心肺疾病,其具有不明确和多重病的病程学[1].不幸的是,尽管有13种食品和药物管理局批准的治疗干预措施,但5年生存率仅为21-64%[2].存在重要的临床需要,以更好地了解导致PAH发育的分子机制。此外,在使用个性化药物方法中存在越来越多的兴趣,因为这种策略在其他增殖性疾病中是有功的,例如癌症[3.那4.].
PAH的特征在于失调的血管收缩,小型肺动脉的肌肉酶,以及形成阻塞性复合病变的形成[5.].驱动PAH进展的确切起始事件和早期机制仍不确定,是一个有浓厚研究兴趣的领域。与癌症领域不同的是,在PAH中解决这些问题的努力一直因缺乏患者样本而受阻。与其他肺部疾病,如间质性肺疾病、炎性肺疾病、肺癌或急性肺损伤状态相比,淋巴结活检、实质活检或支气管肺泡灌洗在肺动脉高压中是禁忌或无效的[6.].因此,对患者标本的研究主要集中在肺移植时的移植肺或研究循环细胞,如外周血单个核细胞(PBMCs)或血液生长内皮细胞(BOECs)。然而,从移植肺中分离细胞和组织限制了对那些终末期PAH患者的治疗。此外,肺动脉高压肺移植手术并不常见[7.].此外,PBMC和Boecs因其与肺脉管系统(PBMC,BoECs)的事件而不明确的关系而受到限制,他们不明确的起源(Boecs)以及获得大血量(Boecs)的需要[8.-11.].从活患者和PAH早期阶段分离的人肺血管细胞尚未满足需求,以检查疾病进展期间和对治疗的反应中细胞功能的变化。
虽然肺动脉血管损伤的始发是多因素的,而且尚不完全了解(可能是遗传和环境因素的完美风暴),但肺动脉内皮细胞(PAECs)是构成肺动脉血管系统的主要细胞类型之一,对肺动脉高压病理的整体贡献是明显的。两种主要的理论描述了功能失调的PAECs如何直接或间接地促进疾病进展。第一行证据假设内皮细胞在肺血管损伤后表现出紊乱的增殖和血管生成反应[5.].对人类PAH肺组织的分析表明,这些过程的不平衡导致闭塞性丛状病变的形成(晚期PAH的标志)。基于这一发现,后来的证据表明丛状病变中的paec是单克隆起源(可能由生长调节基因的体细胞突变驱动)[12.] PAECS表现出赋予生长优势的染色体异常[13.].这些变化与凋亡抗性有关[14.].第二种理论位置PAH在PAH中观察到的肺血管稀疏性介导的加速和持续凋亡,而不是凋亡抗性的驱动[15.].重要的是,功能失调的PAECs不仅通过错误地调节生长和凋亡之间的平衡,而且还通过影响其微环境和周围细胞来促进疾病进展。PAH PAECs通过释放异常的分泌体,诱导肺动脉平滑肌细胞增殖、成纤维细胞激活和免疫细胞募集,提供一个促进疾病的反馈回路,最终导致肺血管dropout和丛状病变的形成[5.那16.].PAEC显然是PAH发病机制的一个不可或缺的驱动因素,但几个关键问题仍然存在:PAEC功能障碍在PAH过程中如何进展?PAEC细胞凋亡发生在PAEC细胞凋亡抗性出现之前吗?PAEC增殖是所有PAH患者的特征还是仅限于特定的患者亚型和疾病分期?PAH PAECs会发生什么代谢或表观遗传变化?哪些机制导致PAH早期进展?治疗方法如何影响PAH PAECs的功能?
在这个问题中欧洲呼吸杂志,V.entetuolo等等。[17.证明一种技术的可行性,可以开始解决这些问题。一种可重复的方法从活的PAH患者中获取活的paec一直是该领域的一个持续目标。而一种开创性的分离肺动脉导管尖端气囊(PAC)中PAECs的方法在几年前由Pollet.等等。[18.]这种方法由于技术和后勤挑战而没有广泛适应。V.entetuolo等等。[17.]建立在P通过P的工作ollet.等等。[18.]并开发了一种用于PAC基PAEC隔离的修改方法。作者提供了他们的方法的详细,透明的程序级细节,并分享了他们沿途所学到的内容。值得注意的是,协议的一些细节不同于先前报告中发布的细节(如。缺乏胰蛋白酶、离心、裂解、细胞分选),这表明基于pac的PAEC分离是一件“棘手的事情”,在一个机构有效的协议可能在另一个机构不成功。作者提供的细节水平值得赞扬,这肯定会使其他机构的研究人员更容易实施这项技术。除了提供一个详细的协议,这份报告还有其他几个优点:首先,作者包括了各种各样的肺动脉高压(PH)表型(不仅仅是PAH),从而模拟了一个真实的场景,其中许多PH转诊患者有非PAH的PH。其次,在一些患者的疾病过程中,多次分离尝试发生了,从而提供了一系列PAEC评估的可行性的细节。第三,作者提供了第一个证据,它可能是可行的联系PAEC功能评估体外/体外临床参数或疾病类型。由于右心导管是一种基本诊断技术,通常在整个PAH(甚至pH)患者的疾病进展中经常重复,它可以允许在各种疾病阶段进行重复样本的PAEC。
这项研究的几个结果是值得注意的:首先,作者成功地培养了49个PAC气球提示中的19个PAEC,成功率为39%。其次,研究人员确定了成功的PAEC培养和心脏指数与肺血管抗性之间的正相关性,这表明更深刻的血动力学改变与较高的成功PAEC隔离和培养速度相关。第三,作者表明功能性测定(调查凋亡,迁移和管形成)在孤立的PAEC中是可行的,并且可以提供临床相关的表型信息。有趣的是,患者衍生的PAEC系列在生长和功能测定方面表现出大量变化。这种可变性是否确实是由于患者之间的真实生物差异,或由于技术因素仍有待确定。如果确实存在来自不同患者的细胞之间的鲁棒表型差异,PAEC体外表征将代表一个强大的诊断和患者表型的新工具,也可能还用于风险分层和治疗选择,从而表示朝向个性化药物方法的重要阶梯。随着 - 元件区域的崛起,在孤立的PAH(或pH)PAEC上使用这种方法也存在巨大的潜力。令人兴奋的前景是可以基于细胞特征来选择PAH药物,并且可以直接和实时评估治疗反应。这样一个体外药物反应评估甚至可以有助于非PAH的pH形式,其中选定的患者群体仍可能对PAH特异性药物的治疗仍然是响应的[19.那20.].相比之下,从肺移植中获得的细胞体外审讯甚至可以在风险群体和早期疾病阶段中可行,并且也可以随着时间的推移重复。在目前的稿件中,在一名患者中举行了连续导管患者的PAEC文化。
尽管取得了这一进展,但仍存在几个问题。本研究并没有试图将疾病严重程度或亚型与PAEC功能联系起来,也没有足够的动力去这样做。这对未来的研究很有价值,不仅对PAH,而且对其他PH组,其中一些没有可行的治疗干预或生物银行组织样本。此外,PAC球囊顶端的paec通常是从近端肺动脉分离出来的。另一方面,PAH是一种远端血管疾病,提出了近端paec与疾病发展和进展的相关性问题。然而,现在已经证实,肺动脉近端力学特性的改变会导致右心室功能障碍和肺动脉远端重构[21.],可能暗示近端PAEC作为疾病修饰。因此,对这些细胞的研究可以识别驾驶PAH的新机制和途径。然而,至少一些培养的细胞可以衍生自中央静脉,右心或循环血液衍生细胞。虽然作者进行了初步研究以尽量减少这种可能性,但需要进一步调查来消除这种情况。随着基于OMICS的方法在检测单个小区类型中检测到不同的小区群体时,我们可能能够辨别源自不同位置的PAEC之间的差异。最后,成功的隔离和文化率仅为39%。由于PAEC隔离和文化是劳动和时间密集,因此需要大量资源,并且将“浪费”> 50%的病例。由于成功的培养与更明显的血液动力学改变相关,因此对较早和较温和的疾病阶段的评估可能具有挑战性。技术和技术进步的其他经验希望增加产量。
最终,需要其他科学家进行更大的样本量和方案重现性的研究。然而,Ventetuolo等等。[17.]回答/如何改变持续影响PAH发病机制,如果它们可以用于体外诊断和药物测试,表明在该领域取得重大进展的潜力巨大。
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脚注
利益冲突:A.L. FRUMP报告授予Contelion,在提交的工作之外。
兴趣冲突:T. Lahm报告了咨询委员会咨询委员会工作和拜耳讲座的个人费用,从提交的工作之外提供了从Eli Lilly提供的材料。
支持声明:这项工作是由美国心脏协会职业发展奖项19 cdaa34660173 (A.L.守旧者),阿拉巴马州催化剂奖ca - 629145 (A.L.守旧者),Actelion股价/ Entelligence年轻调查员奖(A.L.守旧者),国家卫生研究院1 r01hl144727-01a1 (t .拉姆),弗吉尼亚州绩效奖1 i01bx002042-07 (t .拉姆)资助信息对于本文已沉积的Crossref资助者注册表.
- 已收到2020年1月21日。
- 公认2020年1月21日。
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