患者PBMC重建诱导的狼疮样改变模型

发布时间：2025-06-30 14:12:32 阅读量：2 作者：生物检测中心

患者PBMC重建诱导的狼疮样改变模型：研究系统性红斑狼疮的新利器

摘要：
系统性红斑狼疮（SLE）是一种复杂的自身免疫性疾病，其发病机制尚未完全阐明。传统动物模型存在局限性，无法完全模拟人类SLE的异质性。基于患者外周血单核细胞（PBMC）重建的狼疮样小鼠模型（PBMC-SLE模型）作为一种新兴的“人源化”模型，通过将SLE患者的免疫细胞移植到免疫缺陷小鼠体内，重现了关键的疾病特征，为深入研究SLE病理机制和评估新治疗策略提供了强大的平台。

引言
SLE以免疫系统失调、产生多种自身抗体、累及多器官系统为特征。研究其复杂病因和治疗方案亟需能忠实反映人类疾病状态的模型。传统方法（如诱导自发狼疮模型、基因工程模型）无法涵盖人类SLE的异质性和患者免疫系统的复杂性。患者PBMC重建模型的核心优势在于直接利用患者自身的免疫细胞，移植入合适的免疫缺陷宿主，建立具有患者个体化特征的病理改变。

模型构建方法

  1. 患者PBMC分离与制备：

    • 严格遵循伦理规范并获得患者知情同意后，采集确诊SLE患者的静脉血。
    • 使用标准Ficoll密度梯度离心法分离纯化患者PBMC。
    • PBMC计数确认活力（通常>90%）后，重悬于适宜的缓冲液（如PBS）中备用。

  2. 受体小鼠选择：

    • 选用重度联合免疫缺陷（SCID）小鼠或免疫缺陷程度更高的小鼠品系（如NOD-scid IL2Rγnull, NSG; NOG），这些小鼠缺乏功能性T、B、NK细胞，允许人源细胞长期植入。
    • 受体鼠通常在6-8周龄接受移植。

  3. 移植与模型建立：

    • 受体小鼠预先接受低剂量亚致死照射（如1-2 Gy），以促进人源细胞定植。
    • 通过尾静脉或腹腔注射途径，将一定数量（例如，5-20 x 10^6）的SLE患者PBMC注入受体小鼠体内。
    • 移植后小鼠在特定无病原体（SPF）环境中饲养，定期监测健康状况。
 

诱导的狼疮样改变特征
成功构建的PBMC-SLE模型通常在移植后数周至数月内呈现出多种与人类SLE相似的病理改变：

  1. 自身抗体产生：

    • 小鼠血清中可稳定检测到人源自身抗体，包括抗核抗体（ANA）、抗双链DNA（dsDNA）抗体、抗Smith（Sm）抗体、抗核糖体P蛋白抗体等。
    • 自身抗体滴度通常与疾病活动性相关。

  2. 免疫细胞活化与浸润：

    • 人源T细胞（尤其是CD4+ T细胞）和B细胞在小鼠外周血、脾脏、淋巴结等淋巴器官中扩增和持续存在。
    • 活化的效应T细胞（如Th1, Th17）比例升高。
    • 浆细胞分化增加，产生自身抗体。
    • 人源免疫细胞（尤其是单核/巨噬细胞、T细胞）可浸润至靶器官（如肾脏、皮肤、肺）。

  3. 靶器官损伤（最显著为肾脏）：

    • 狼疮性肾炎（LN）： 是最常见的重现病变。模型小鼠肾脏组织病理学检查可见：
      • 免疫复合物沉积：在肾小球基底膜、系膜区检测到人源免疫球蛋白（IgG为主）和补体组分（如C3、C1q）沉积。
      • 炎症细胞浸润：肾小球和肾间质中有人源淋巴细胞（T、B细胞）和巨噬细胞浸润。
      • 组织学改变：可表现为系膜增殖、毛细血管内增生、新月体形成乃至硬化等不同病理类型（类似ISN/RPS分类），伴有蛋白尿（尿蛋白水平升高）和肾功能损伤（如血肌酐、尿素氮上升）。

  4. 其他病变：

    • 皮肤改变： 可能出现红斑、血管炎样病变，皮肤活检可见免疫复合物沉积和炎症细胞浸润。
    • 血液学异常： 贫血、白细胞减少、血小板减少等表现可见。
    • 炎性细胞因子/趋化因子升高： 血清或组织中可检测到人源IFN-α、IFN-γ、IL-6、IL-10、IL-17、BAFF、TNF-α等水平升高。
 

模型优势

  1. 高度患者特异性： 直接利用患者免疫细胞，保留了患者个体独特的免疫失调特征、自身抗体谱和遗传背景，显著优于均一化的转基因或诱导模型。
  2. 重现关键病理特征： 能有效重现人类SLE的核心特征，特别是自身抗体产生和免疫复合物介导的肾炎，具有较高的病理相关性。
  3. 适用于个体化研究： 为研究不同临床亚型、不同疾病活动度或不同治疗反应患者的特异性机制提供了可能。
  4. 药物研发与评估平台： 是评估新型靶向药物（如B细胞靶向药、IFN通路抑制剂、T细胞共刺激阻断剂等）在特定患者免疫背景下疗效和毒性的理想临床前模型，可预测个体化治疗反应。
  5. 机制研究工具： 可用于深入剖析SLE患者免疫细胞（如Tfh细胞、浆细胞、髓系细胞）在体内的致病机制、免疫细胞间相互作用及迁移至靶器官的过程。
 

模型局限性

  1. 移植物抗宿主病（GVHD）： 人源T细胞攻击小鼠组织是主要挑战，限制了模型的生存期和观察时长。需优化移植细胞数量、预处理方案、选择缺陷程度更高的宿主品系等来减轻GVHD。
  2. 人源髓系细胞植入受限： 相对于淋巴细胞，人源单核细胞/巨噬细胞/树突状细胞在小鼠体内植入、存活和功能可能不完全理想，影响固有免疫在模型中参与的完整性。
  3. 模型异质性： 模型建立成功率、疾病严重程度和表型可能因供体患者个体差异（疾病状态、用药史）和实验操作差异而有所不同。
  4. 成本与技术要求： 需要免疫缺陷动物、严格的动物设施、熟练的细胞操作技术以及患者样本获取渠道，整体成本较高。
 

应用方向

  1. SLE致病机制研究：

    • 特定免疫细胞亚群（如致病性记忆B细胞、滤泡辅助T细胞、浆母细胞）在体内的致病作用。
    • 自身抗体产生和免疫复合物形成的动态过程。
    • 器官特异性损伤机制（如肾脏、皮肤）。
    • 遗传因素与环境因素（如微生物组）的相互作用研究。

  2. 个体化治疗策略开发与评估：

    • 验证候选药物在特定患者免疫背景下的疗效和安全性（个体化药物筛选）。
    • 评估联合用药策略。
    • 探索药物作用机制（MOA）。

  3. 生物标志物发现： 体内模型中筛选预测药物反应或疾病进展的生物标志物。

 

伦理声明
所有涉及人类样本的研究必须严格遵守国际和国家生物医学研究伦理准则。本研究方案需经过机构审查委员会（IRB）/伦理委员会（EC）批准。患者参与前必须获得充分知情同意。所有动物实验需遵循所在机构的动物护理和使用委员会（IACUC）批准的方案，严格遵守动物福利原则（3R原则）。

结论
患者PBMC重建诱导的狼疮样改变模型（PBMC-SLE模型）是研究系统性红斑狼疮的重要创新型工具。它通过利用患者自身免疫细胞在免疫缺陷小鼠体内重建疾病表型，特别是成功模拟了以狼疮性肾炎为典型表现的靶器官损伤，为深入理解SLE的个体化发病机制、加速开发更有效的个体化治疗策略提供了独特且强大的临床前研究平台。尽管存在GVHD等技术挑战，通过不断优化模型构建策略，其应用价值在SLE研究和转化医学领域将持续提升。该模型代表了向更精准模拟人类复杂自身免疫性疾病迈出的关键一步。