Cell Rep Med：科学家有望利用“数字双胞胎”技术来开发能有效治疗人类多种炎性疾病的新型疗法

诸如类风湿性关节炎等炎性疾病往往有着非常复杂的疾病机制，且在相同诊断下不同病人之间的发病机制并不相同，这就意味着当前可用的药物疗法或许对于很多患者的治疗收效甚微。近日，一篇发表在国际杂志Cell Reports Medicine上题为“Multi-organ single cell analysis reveals an on/off switch system with potential for personalized treatment of immunological diseases”的研究报告中，来自瑞典林雪平大学等机构的科学家们通过研究利用所谓的“数字双胞胎”（digital twins）更深入地理解了控制这些疾病的蛋白质的“开/关”机制，相关研究结果或有望帮助开发出治疗人类炎性疾病的更多个体化药物疗法。

诸如类风湿性关节炎、克罗恩病和溃疡性结肠炎等很多炎性疾病患者，尽管接受了一定的药物治疗，但其却从未感到自己完全健康，这就是造成患者巨大痛苦和花费的问题。在炎性疾病中，成千上万个基因会改变其在不同器官和细胞类型的方式，此外，机体的病理学过程也会在同一诊断的患者中各异，甚至在同一患者的不同发病时期也并不相同。

诊断和治疗这种复杂多样的疾病是非常困难的，在一个已经进行了5年的研究计划中，研究人员就尝试解决这一问题，并通过构建和对其“数字双胞胎”进行数据处理（每个患者独特疾病机制的数字模型）的方式来为单一患者进行个体化药物的研发。如今研究人员已经找到了一种可能的解决方案，这些变化能被组织到分子程序中，而这些分子程序则会受到有限数量的“关闭和开启”开关蛋白的调节，其中一些就是诸如TNF抑制剂等药物的已知靶点，但这并不是一种能帮助所有人的治疗性策略。

科学家有望利用“数字双胞胎”技术来开发能有效治疗人类多种炎性疾病的新型疗法。

图片来源：Cell Reports Medicine (2023). DOI:10.1016/j.xcrm.2023.100956

研究者Mikael Benson说道，通过分析对TNF疗法能或不能产生反应的患者或许就能揭示不同个体之间机体中不同的开关蛋白，另一个重要的研究发现就是，该蛋白并不会在关闭疾病，但却更像是会提高或降低疾病程序的调光开关。每个生理性过程都能利用数学方程来进行描述，这种先进的数字模型技术能通过分析来自血液和组织中的数千个单一细胞中的每个基因的活性，从而来调整患者的独特情况，这样的“数字双胞胎”就能用来计算如果情况发生改变（比如药物的剂量发生变化时）时机体的生理性结果。

同时，这种“数字双胞胎”还能为研究人员开发治疗严重疾病的有效疗法提供新的机会；这些方法还能被开发用来寻找开启个体患者机体蛋白质的合适组合的药物；研究者所描述的程序也能提供给研究人群以便后期科学家们能针对不同免疫疾病的患者进行更多的临床研究。

当前研究中，研究人员将他们对类风湿性关节炎小鼠模型和患有多种炎性疾病的人类患者的“数字双胞胎”进行结合分析。尽管小鼠仅患上了关节炎，但研究者发现，成千上万个基因会在10个器官中改变不同细胞类型的活性，包括皮肤、脾脏、肝脏和肺部等；据研究者所知，本文研究中他们首次获得了揭示机体许多器官如何受到类风湿新关节炎影响的广泛图像信息，这或许有望后期帮助科学家们开发治疗人类炎性疾病的新型疗法。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Sandra Lilja，Xinxiu Li，Martin Smelik, et al. Multi-organ single cell analysis reveals an on/off switch system with potential for personalized treatment of immunological diseases, Cell Reports Medicine (2023). DOI: 10.1016/j.xcrm.2023.100956