结核病治疗后肺部疾病的免疫代谢与功能特征:探索性分析揭示炎症持续与肺功能损伤的关联机制

【字体: 时间:2025年05月27日 来源:Scientific Reports 3.8

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  针对全球1.55亿结核病幸存者面临的肺部后遗症(PTLD)机制不明问题,南非研究团队通过FDG PET-CT成像、肺功能测试及多组学分析,首次揭示肺部结构性损伤程度与系统性免疫失调(Th1/Th2失衡、MMPs/TIMPs异常)及混合型肺功能障碍(阻塞性/限制性并存)显著相关,为PTLD的精准干预提供新靶点。

  

结核病(TB)虽可治愈,但全球约75%幸存者会遗留不同程度的肺功能障碍,这种被称为结核病后肺病(PTLD)的综合征表现为混合型气流受限、气体交换异常和生活质量下降。尽管既往研究观察到肺部残留病灶与功能损伤的关联,但驱动这种异质性病理的免疫代谢机制始终未明。更棘手的是,临床常用的肺功能指标与患者主观症状常不匹配,使得PTLD的早期识别和干预面临巨大挑战。

为破解这一难题,南非医学研究理事会结核病研究中心的Tariq Webber、Stephanus T. Malherbe等联合团队在《Scientific Reports》发表了一项突破性研究。研究人员对48名完成抗结核治疗6个月内的成人进行多维度评估:采用FDG PET-CT量化肺部炎症活性(总糖酵解活性TGA和SUVmax),CT扫描分析解剖学病变(空洞体积、高低密度病灶),全套肺功能测试(包括FEV1、FVC、DLCO)以及症状问卷(CAT和SGRQ);同时通过流式细胞术检测外周血和支气管肺泡灌洗液(BALF)免疫细胞亚群,联合Luminex多重检测分析44种炎症因子/修复标志物。

关键技术包括:1)基于FDG PET-CT的代谢-解剖学联合成像;2)标准化支气管肺泡灌洗(BAL)采样;3)高维流式细胞表型分析(21种表面标志);4)肺功能多参数评估(体描箱和气体扩散能力);5)针对BALF蛋白的稀释校正算法。

异常肺功能与影像学特征高度异质但相关
54%参与者显示正常肺功能,而异常组中18.7%呈限制性、12.5%阻塞性、14.6%混合型模式。值得注意的是,48%存在小气道功能障碍(FEF25-75降低),且与CT低密度区(气体潴留)显著负相关(τ=-0.32)。PET代谢活性(TGA)与肺总量减少(τ=-0.41)和残气量/肺总量比升高(τ=0.38)同步关联,提示炎症驱动肺结构重塑。

症状与客观指标"脱节"的临床谜题
尽管影像和肺功能显示显著异常,6分钟步行距离(510米)和症状评分(CAT中位数10)未出现组间差异。但PET炎症指标(SUVmax)与SGRQ评分正相关(τ=0.29),暗示亚临床炎症可能通过未知途径影响生活质量。

系统性免疫失调的分子证据
血清中干扰素γ(IFN-γ)、IL-12(Th1型)与IL-4、IL-33(Th2型)均与PET活性正相关,同时基质金属蛋白酶MMP-1/8和组织抑制剂TIMP-1水平升高,反映持续的细胞外基质重塑。流式分析显示,病变范围越大,外周血中CD45RA-CD197-效应T细胞(尤其CD194+ Th2和CD183+ Th1)比例越高,而调节性T细胞(Treg)减少,提示免疫调控失衡。

肺部局部微环境的独特特征
BALF中IL-8、CCL18等趋化因子与空洞体积正相关(τ>0.3),而肺泡表面活性蛋白D(SP-D)升高与FEV1下降显著关联(τ=-0.37)。值得注意的是,CD103+CD8+ T细胞在广泛病变者中富集,表明细胞毒性T细胞向肺部迁移的活化状态。

这项研究首次系统论证了PTLD的本质是"混合病理":结核治愈后,肺部结构性损伤范围(通过受累肺段数量简单量化)决定了一个正反馈循环——持续的局部炎症(FDG摄取)驱动Th1/Th2混合反应,促进MMPs介导的组织重塑,最终导致阻塞性与限制性病变共存。更关键的是,研究发现SP-D和肺段受累数可作为潜在生物标志物,而PET代谢参数比传统肺功能更敏感地预测症状进展。

该成果为PTLD的精准分型奠定基础:未来或可针对广泛病变者早期启动抗炎(如靶向IL-33/MMPs)或肺康复干预,而CD103+ T细胞的发现为疫苗设计提供新思路。研究也警示临床需重视亚临床炎症的监测,因为即便肺功能"正常"的患者,仍可能存在免疫代谢异常驱动的长期风险。

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