高效调节剂治疗对囊性纤维化患者嗅觉特异性基因表达的影响

《International Forum of Allergy & Rhinology》：Impact of Highly Effective Modulator Therapy on Olfactory-Specific Gene Expression in People With Cystic Fibrosis

　　

背景：慢性鼻窦炎（CRS）在囊性纤维化患者（PwCF）中常见。高效调节剂治疗（HEMT）已被证实可改善鼻窦结局。然而，既往研究未能显示HEMT对客观嗅觉功能的改善，且HEMT对嗅觉特异性生活质量的影响尚未被研究。此外，PwCF嗅觉上皮（OE）内潜在的基因表达变化仍知之甚少。

方法：本研究为PwCF的单中心横断面队列研究。无囊性纤维化（CF）或合并鼻窦疾病史的患者作为对照组。收集嗅觉特异性生活质量（QOD-NS）和客观嗅觉测试（Sniffin’ Sticks综合测试）。获取OE细胞刷取物以分离RNA，用于嗅觉特异性基因表达（OMP、TUJ1、KRT5、SOX2、OR9K2和OR5AN1）分析。

结果：共纳入50例PwCF（HEMT组n=32，非HEMT组n=18，对照组n=17）。按HEMT状态分组，QOD-NS存在显著差异（p=0.041），但客观嗅觉无显著差异（p=0.72）。HEMT与非HEMT队列间SOX2基因表达存在显著差异（p=0.016）；其余标志物未见显著差异。将PwCF与对照组比较，所有标志物的基因表达均存在显著差异。

结论：在PwCF中，HEMT与QOD-NS相关，但与客观嗅觉无关。HEMT可能影响OE中支持细胞的基因表达，但似乎不影响嗅觉神经元基因表达。这表明PwCF存在早期且不可逆的OE损伤。需要进一步研究以更好地理解CF诱导的OE变化。

**高效调节剂治疗对囊性纤维化患者嗅觉上皮基因表达的影响：一项横断面队列研究解读**

**一、研究背景与问题提出**

囊性纤维化（cystic fibrosis, CF）是由囊性纤维化跨膜传导调节因子（CFTR）基因突变导致的常染色体隐性遗传病，以慢性肺部感染和进行性肺功能下降为主要特征。慢性鼻窦炎（chronic rhinosinusitis, CRS）是CF患者（people with CF, PwCF）中极为常见的合并症，长期存在的CRS会加剧肺功能恶化、持续鼻窦疾病及鼻腔炎症性重塑。高效调节剂治疗（highly effective modulator therapy, HEMT）的引入已被证实不仅可改善肺功能和整体生活质量，还能改善鼻窦结局。既往研究显示，HEMT与更好的鼻窦相关生活质量（以SNOT-22衡量）以及影像学和内镜下鼻窦疾病负担的减轻相关。

然而，现有文献关于HEMT对嗅觉功能影响的研究结果并不一致，多项研究未能确立HEMT与嗅觉改善之间的关联。已有研究提示F508缺失杂合性及CF相关性糖尿病（CFRD）与嗅觉显著相关，而HEMT和影像学或内镜下CRS疾病负担与嗅觉无关，这被推测与嗅觉上皮（olfactory epithelium, OE）从幼年时期即出现显著且可能不可逆的缺陷有关。值得注意的是，既往研究仅依赖气味识别测试来评估嗅觉，而气味阈值和辨别测试可能对嗅觉功能障碍（olfactory dysfunction, OD）的评估更为敏感。此外，CFTR突变如何在细胞水平影响嗅觉，以及在HEMT背景下PwCF的OE基因表达变化，均尚不清楚。

**二、研究设计与方法**

该研究为单中心横断面队列研究，经宾夕法尼亚大学机构审查委员会批准，于2025年6月至2026年3月前瞻性纳入了由Penn成人CF项目随访的18岁以上CF患者，并招募无CF或CRS史的个体作为对照组。排除近期或活动性感染、肺部急性加重或其他急性疾病患者。收集了人口统计学信息、CFTR基因型、调节剂治疗情况、合并症、肺功能检测结果、鼻窦手术史等临床数据。依据CF基因型和调节剂获批情况确定每位PwCF的HEMT状态。采用Sniffin’ Sticks综合嗅觉测试评估客观嗅觉功能，SNOT-22和嗅觉障碍问卷-阴性条目（QOD-NS）评估主观症状和生活质量。对于同时接受耳鼻喉科随访的PwCF，使用CytoSoft细胞刷采集OE细胞样本，通过RT-qPCR检测嗅觉特异性基因表达，包括OMP、TUJ1、KRT5、SOX2、OR9K2和OR5AN1。该研究依据Sniffin’ Sticks测试的最小临床重要差异进行了功效计算，确定了需要40例PwCF（20例HEMT和20例非HEMT）的样本量以实现alpha=0.05和beta=0.20；基因表达分析则需要每组至少10例。

**三、研究结果**

**1. 队列特征与鼻窦结局指标**

共纳入50例PwCF（32例HEMT和18例非HEMT），其中40例参与了Sniffin’ Sticks嗅觉测试，14例参与了细胞刷采集。队列平均年龄39.06（SD 12.45）岁，其中22例F508缺失杂合，15例F508缺失纯合，10例肺移植术后，22例合并CFRD，40例存在胰腺外分泌功能不全。非HEMT队列中肺移植和胰腺功能不全比例显著更高。HEMT队列的SNOT-22（p=0.019）、Lund–Mackay评分（p=0.028）和Lund–Kennedy评分（p=0.038）均显著优于非HEMT队列。

**2. 客观嗅觉功能测试**

40例PwCF接受了Sniffin’ Sticks测试（HEMT组26例，非HEMT组14例）。HEMT组总体评分25.14（7.92），非HEMT组24.09（9.82），组间无显著差异（p=0.72），气味阈值（p=0.71）、辨别（p=0.22）和识别（p=0.56）亚项评分也无显著差异。线性回归分析显示Sniffin’ Sticks结果与HEMT使用时长（p=0.96）或HEMT起始年龄（p=0.89）无显著相关性。

**3. 嗅觉特异性生活质量**

46例PwCF完成了QOD-NS评估。HEMT组评分（0.97 [2.40]）显著低于非HEMT组（3.00 [4.32]），差异具有统计学意义（p=0.041），表明HEMT使用者报告了更好的嗅觉特异性生活质量。然而，在排除曾使用过HEMT的患者后，比较当前HEMT使用者与从未使用HEMT者，QOD-NS差异不再显著，SNOT-22仍保持显著差异（p=0.029）。

**4. 嗅觉上皮基因表达分析**

14例PwCF（7例HEMT和7例非HEMT）和17例对照提供了OE样本。HEMT与非HEMT队列比较，SOX2基因表达存在显著差异（p=0.016），即非HEMT队列的SOX2相对表达更高；而OMP（p=0.15）、TUJ1（p=0.35）、KRT5（p=0.059）、OR9K2（p=0.11）和OR5AN1（p=0.35）均无显著差异。将全部PwCF（n=14）与健康对照（n=17）比较，所有六个标志物的基因表达均存在显著差异：PwCF中OMP（p=0.0015）、SOX2（p=0.0001）、OR9K2（p<0.0001）和OR5AN1（p=0.0005）显著上调，而TUJ1（p=0.0002）和KRT5（p=0.0062）显著下调。

**5. 亚组分析**

按肺移植史分层，有肺移植史的PwCF（n=8）Sniffin’ Sticks总体评分显著低于无肺移植史者（n=32）（p=0.045），但各亚项无显著差异。按任何实体器官移植史或胰腺功能状态分层，均未发现Sniffin’ Sticks评分的显著差异。

**四、讨论与结论**

本研究的核心发现表明，HEMT虽然显著改善了PwCF的嗅觉特异性生活质量（QOD-NS），但未能改善客观嗅觉功能（包括阈值、辨别和识别）。这一结果与既往文献一致，并扩展了“OD在PwCF中不可逆”的证据链——即使采用比气味识别更敏感的阈值和辨别测试，仍未观察到HEMT带来的客观嗅觉改善。与此同时，HEMT显著改善了SNOT-22、Lund–Mackay和Lund–Kennedy评分，再次确认了HEMT对CRS整体负担的积极作用。

在分子层面，HEMT与非HEMT队列的SOX2基因表达差异显著，提示HEMT可能影响OE中支持细胞（包括支持细胞、水平基底细胞和球状基底细胞）的基因表达，但未影响嗅感觉神经元（OSN）标志物（OMP和TUJ1）或嗅觉受体（OR9K2和OR5AN1）。这一发现表明HEMT对OE的作用可能局限于支持性细胞群，而对神经元谱系无明显影响。此外，与健康对照相比，PwCF在OE中展现出全面的基因表达改变：成熟OSN标志物（OMP）和SOX2、OR9K2、OR5AN1上调，而未成熟OSN标志物（TUJ1）和水平基底细胞标志物（KRT5）下调。这种模式可能暗示PwCF通过上调成熟OE细胞来代偿嗅觉损伤，但CFTR突变内在干扰了未成熟细胞（TUJ1和KRT5阳性）的增殖和基因表达。

研究结论：本横断面队列研究揭示了HEMT对PwCF客观嗅觉和嗅觉特异性基因表达的影响。HEMT使用与嗅觉特异性生活质量的改善显著相关，但与客观嗅觉功能（总体、阈值、辨别、识别）无关。HEMT似乎不影响PwCF的OE中OSN基因表达，但可能影响OE支持细胞的基因表达。与对照组相比，PwCF的OE中OSN和支持细胞的基因表达均存在显著改变。进一步研究需探索CFTR突变如何影响OE和OSN发育，这将有助于阐明PwCF尽管其他疾病特异性结局指标显著改善但仍存在持续性OD的机制。

论文发表于《International Forum of Allergy & Rhinology》。