单核细胞特征可预测重症 COVID-19 患者对地塞米松的反应

地塞米松是治疗重症新冠肺炎的最重要药物之一，但患者对这种疗法的反应截然不同。德国神经退行性疾病中心 (DZNE) 和夏里特医学院的研究人员 – 柏林大学医学院现已发现可的松化合物如何影响受损的炎症反应以及哪些患者从中受益。他们的方法使用所谓的单细胞分析，并为其他疗法和疾病的精确预测工具带来了希望。该研究结果发表在科学期刊上 细胞。

长期以来，人们一直不明白为什么某些药物对某些人很有效，而对另一些人却完全不起作用。DZNE 和柏林夏里特医学院的研究人员现在测试了一种方法，可以比以前更准确地揭示潜在的分子机制。在他们的研究中，他们调查了地塞米松对重症 COVID-19 患者的分子效应，这些患者对该药物的治疗反应不同。

他们利用所谓的单细胞分析发现，某种类型的免疫细胞负责完全相反的反应。他们还确定了一种在治疗早期预测该疗法是否对特定患者有效的方法。这种经过测试的方法也可用于治疗其他疾病。

单核细胞指示治疗过程

在冠状病毒大流行开始时，很明显，病情严重的人的免疫系统往往对病毒反应过度。因此，他们被给予地塞米松，这是一种可的松衍生物，用于治疗多种疾病，以影响免疫系统。在许多患者中，用地塞米松治疗后病情迅速好转。然而，在其他个体中，病情仍然危急，有时甚至恶化并导致死亡。目前的研究结果揭示了这种药物在治疗有效的情况下如何发挥作用。

“我们的数据显示，地塞米松的救命作用与所谓的单核细胞的反应有关，”DZNE 的 Anna Aschenbrenner 博士说，她与 Charité 的 Florian Kurth 教授和其他同事一起领导了这项研究。单核细胞属于白细胞，是免疫系统的核心组成部分。“一些单核细胞对治疗有反应——但仅限于那些病情因治疗而改善并最终战胜感染的人，”Aschenbrenner 说。“为什么单核细胞在某些患者身上表现出这种反应，而在另一些患者身上没有，这是一个谜。然而，从其他疾病中也可以看出，地塞米松对所有人的效果并不相同。”

更改签名

早在 2020 年，在一项关于重症 COVID-19 患者免疫反应的首批研究中，波恩和柏林的研究人员就发现了一种改变的病理性单核细胞“特征”——简单来说，这是一种反映这些免疫细胞特征的分子指纹。如本研究所示，当治疗有效时，地塞米松治疗可逆转这些变化。“单核细胞的反应比健康状况的改善早几天，”夏里特医学院传染病和重症监护医学系的 Florian Kurth 说。“因此，如果免疫细胞在早期对地塞米松有反应，我们可以预期治疗会有效。如果细胞没有反应，意味着治疗没有效果，我们可以使用其他药物来帮助受影响的个体。”然而，在新方法用于临床实践之前，还需要进一步研究。

研究人员借助单细胞测序阐明了这些过程。“这种方法可以对每个细胞进行单独表征。如此详细地分析细胞特征可以深入了解几年前不可能了解的生物体”，DZNE 系统医学主任、该研究的主要作者之一 Joachim Schultze 教授说。研究人员利用单细胞测序研究了因严重 COVID-19 疾病而在 Charité 接受地塞米松治疗的患者的血液样本。在疫情初期，这些样本是在疾病进展的不同时间系统地收集的。他们的分析显示，单核细胞的反应是未来治疗过程的指标。

靶向药物开发的新方法

“我们的研究结果的意义远远超出了 COVID-19，”该研究的主要研究人员之一 Leif Erik Sander 教授表示。他是夏里特医学院传染病和重症监护医学系主任，也是夏里特医学院柏林健康研究所 (BIH) 的研究小组负责人。“巧妙设计的临床试验和高分辨率分子分析相结合，可以为药物的作用提供关键见解。在测试新药的早期阶段，这种方法可以识别预测治疗反应的因素。”

未来，这可以加速药物开发并实现个性化治疗。

“我认为这种方法也可以应用于其他疾病，”Florian Kurth 说。“根据具体疾病和治疗方法，会有不同的细胞作为指标。一旦使用单细胞测序识别出它们，已经建立的更简单的实验室方法就足以确定相关的细胞变化。”

在研究中，这种方法被称为“伴随诊断”——即在治疗的同时进行分子分析。Anna Aschenbrenner 认为这种方法尤其适用于传染病：“在这里，免疫细胞起着关键作用，它们很容易通过血液样本获得。但也有可能用于具有全身影响的非传染性疾病，最终影响整个机体。因为癌症甚至阿尔茨海默氏症等疾病也可以反映在血液的免疫细胞中。”