Delamanid suppresses CXCL10 expression via regulation of JAK/STAT1 signaling and correlates with reduced inflammation in tuberculosis patients.

Qiao M, Li S, Yuan J, Ren W, Shang Y, Wang W, Liu R, Zhang F, Li Q, Wu X, Lu J, Gao M, Pang Y.

Front Immunol, 2022, 13:923492.

doi: 10.3389/fimmu.2022.923492.

PMID: 36426362.

作者：乔敏，李姗姗，袁金锋，任卫聪，尚媛媛，王伟，刘荣梅，张福真，李青，吴潇，鲁洁，高孟秋，逄宇

第一作者及单位：

乔敏，首都医科大学附属北京胸科医院/北京市结核病胸部肿瘤研究所细菌免疫室；山西医科大学附属山西省人民医院消化科；首都医科大学附属北京胸科医院/北京市结核病胸部肿瘤研究所结核科；

李姗姗，首都医科大学附属北京胸科医院/北京市结核病胸部肿瘤研究所细菌免疫室

袁金峰，首都医科大学附属北京胸科医院/北京市结核病胸部肿瘤研究所细菌免疫室

任卫聪，首都医科大学附属北京胸科医院/北京市结核病胸部肿瘤研究所细菌免疫室

通信作者及单位：

鲁洁：国家儿童医学中心/首都医科大学附属北京儿童医院/北京市儿科研究所耳鼻喉研究室

高孟秋：首都医科大学附属北京胸科医院/北京市结核病胸部肿瘤研究所结核科

逄宇：首都医科大学附属北京胸科医院/北京市结核病胸部肿瘤研究所细菌免疫室

研究背景

结核病是由结核分枝杆菌 (Mycobacterium tuberculosis, MTB) 感染引起的重大公共健康问题。耐药结核病的出现，尤其是耐多药结核病 (multidrug-resistant TB , MDR-TB) 的出现，使结核病的控制大大受限。据世界卫生组织报告表明，我国目前仍为结核病高负担国家，只有约59%的MDR-TB患者可以获得良好的疗效。因此，亟需开发新的抗结核药物来治疗MDR-TB患者。适当的炎症反应有助于机体消灭MTB，但过度的炎症反应则会造成组织损伤，机体炎症反应的平衡对机体至关重要。有多项研究表明，部分抗结核药物也可以通过调节免疫细胞的功能来影响免疫系统。异烟肼、利福平、贝达喹啉等抗结核药物已被证实可以通过调节巨噬细胞、T细胞的功能来影响机体免疫系统。德拉马尼（delamanid, DLM）作为一种新型抗结核药物，可以有效提高MDR-TB患者的治疗效果，然而，关于DLM对机体免疫功能的影响仍知之甚少，因此，我们探讨了DLM对巨噬细胞的免疫影响及对机体的免疫作用。

研究设计

1. 探索DLM对MDR-TB患者的免疫作用：通过收集使用最佳基础治疗方案（optimized background therapeutic regimen, OBR）联合DLM（OBR+DLM）及使用OBR联合安慰剂（OBR+安慰剂）治疗的MDR-TB患者血浆，使用免疫比浊法检测C反应蛋白（C-reaction protein, CRP）的表达水平，使用流式细胞术检测白细胞介素（interleukin, IL）-6、IL-8、IL-1β、肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor, TNF）-α及γ-干扰素（interferon-γ, IFN-γ）的表达水平。

2. 探索DLM对巨噬细胞的影响：我们通过q-PCR及ELISA分别探索了DLM对巨噬细胞以及感染了耐德拉马尼结核分枝杆菌（DLM-resistant strain of MTB, DLMr-MTB）的巨噬细胞分泌CXCL10的影响，并探索巨噬细胞分泌CXCL10变化后对外周血单个核细胞（peripheral blood mononuclear cells, PBMC）的作用。

3. 探索DLM抑制巨噬细胞分泌CXCL10的作用机制：CXCL10的产生可能与NF-κB、MAPK及JAK/STAT信号通路有关，我们通过Western blot检测了可以影响巨噬细胞产生CXCL10的信号通路。

研究结果

1.OBR+DLM组MDR-TB患者的CRP（图1）及CXCL10（图2）水平在治疗过程中均低于对照组，说明服用DLM组患者炎症水平较对照组降低。

图1  OBR+DLM组MDR-TB患者治疗过程中CRP水平

图2  OBR+DLM组MDR-TB患者治疗过程中CXCL10水平

2.为了探讨DLM在体外对巨噬细胞分泌CXCL10的影响，我们使用q-PCR及ELISA来检测DLM对巨噬细胞的影响。结果表明，DLM可以抑制巨噬细胞分泌CXCL10（图3a，3b），且可以抑制感染了DLMr-MTB的巨噬细胞分泌CXCL10（图3c，3d）。DLM抑制巨噬细胞分泌CXCL10后进而抑制PBMC的迁移（图4）。

图3  德拉马尼抑制巨噬细胞和感染了Dlmr-MTB的巨噬细胞分泌CXCL10

图4  德拉马尼抑制巨噬细胞分泌CXCL10后进而抑制PBMC的迁移

3.我们通过Western blot分析得出，无论是否感染MTB，DLM都是通过抑制JAK/STAT1信号通路来抑制巨噬细胞分泌CXCL10（图5a，5b）。我们使用JAK/STAT信号通路的特异性抑制剂Ruxolitinib phosphate作用于巨噬细胞，结果表明其对巨噬细胞分泌CXCL10的抑制作用较DLM强（图5c）。综上所述，DLM通过JAK/STAT1信号通路抑制巨噬细胞CXCL10的表达，进而减少局部免疫细胞的募集，进而减轻局部炎症反应。

图5  德拉马尼通过抑制JAK/STAT1信号通路来抑制巨噬细胞分泌CXCL10（5a，5b）；抑制剂Ruxolitinib phosphate对巨噬细胞分泌CXCL10的抑制作用较德拉马尼强（5c）

研究意义

本研究完善了DLM在治疗MDR-TB患者过程中的作用机制，阐明DLM在机体感染MTB后发生免疫应答的过程中对周围组织的潜在保护机制，为DLM在临床工作中治疗MDR-TB患者提供了依据，为深入了解结核感染及发病过程中的免疫调节机制提供了新思路，对新型抗结核药物的研发有重要意义。

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供稿：逄    宇

编辑：孟    莉

审校：范永德

发布日期：2022-12-01

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