研究人员通过追踪从类风湿性关节炎患者收集的样本中与牙周病相关的细菌，发现了关节炎发作和牙周炎之间的联系，这可能会导致自身免疫性炎症疾病疗法的发展。
研究人员通过追踪从类风湿性关节炎患者收集的样本中与牙周病相关的细菌，发现了关节炎发作和牙周炎之间的联系，这可能会导致自身免疫性炎症疾病疗法的发展。
莱斯大学的一名研究人员在丢弃的数据中发现了一条关键信息，可以将他们的研究重新定向到正确的方向。
定期牙科检查可能会减轻关节疼痛。当莱斯大学的计算生物学家 vicky 姚发现类风湿性关节炎患者的样本中存在与牙周病相关的细菌时，她不确定该如何理解。她的发现引发了一系列实验，这些实验确定了关节炎发作和牙周炎之间的相关性。研究成果已发表在《科学转化医学》杂志上。
追踪这两种情况之间的这种联系可能有助于开发类风湿性关节炎的疗法，这是一种自身免疫性炎症性疾病，会攻击关节内壁，并可能导致心脏、肺和眼睛出现问题。导致这项研究的方法可能在其他疾病背景下证明是富有成效的，例如癌症。
“在实验中从培养皿中培养的活生物体或细胞或组织中收集的数据对于证实假设非常重要，但与此同时，这些数据所包含的信息可能比我们立即能够从中获得的信息更多，”姚说。
当 姚深入研究临床研究副教授兼风湿病学家 Dana Orange 以及洛克菲勒大学和霍华德休斯医学研究所的教授兼主治医师 Bob Darnell 从类风湿性关节炎患者收集的数据时，姚的预感得到了证实。
姚正在与 Orange 和其他人合作开展一个不同的项目，该项目跟踪类风湿性关节炎发作期间基因表达的变化。
“Orange 与 Darnell 合作，定期收集关节炎患者的数据，同时监测发作的时间，”姚说。“我们的想法是，也许通过追溯查看这些数据，一些模式会变得可见，从而提供线索，说明可能导致关节炎发作的原因。
“当我在做那个项目时，我参加了这个我认为非常酷的演讲，因为它指出在被忽略或丢弃的数据中，你实际上可以找到微生物的痕迹。你正在查看一个人体样本，但你得到了漂浮在周围的微生物的快照。我对此很感兴趣。”
拟议的牙周炎症在类风湿性关节炎 (RA) 中的作用模型。牙周炎症与龈上细菌的化学变化有关，这种变化是由作为称为 NETosis 的免疫反应机制的一部分释放的酶引起的。这种化学变化用分子标签“装饰”细菌抗原。牙周炎和炎症会导致口腔粘膜破裂，将标记的细菌抗原释放到血液中。结果，靶向这些分子标签的抗体被激活，它们结合或捕获标记的抗原，形成称为免疫复合物的分子。免疫复合物和浆母细胞沉积在关节组织（也称为滑膜）中，并导致其发炎。反复发作的口腔菌血症会导致自身免疫反应增强，影响关节组织。图片来源：Dana Orange 和 Bill Robinson
当她进行调查时，姚发现样本中的细菌在疾病发作前在患者中持续变化，主要是与牙龈疾病相关的细菌。
“我对这种可以检测人体样本中微生物的工具感到好奇。这有点像，免费的，你对数据有一个额外的看法，”姚说。“当时，我根本没有在微生物数据方面做太多工作。从那时起，Dana 利用了所有这些专业知识，并与研究这些细菌的人们聚在一起。
“当我们讨论这个问题时想到的一件事是，如果你能开出某种漱口水来帮助预防类风湿性关节炎发作，那该有多酷。”
自 2019 年加入赖斯以来，姚明的工作重心已转移到癌症研究上。在通常被忽略或丢弃的数据中发现有意义的信息，启发了 姚采取类似的方法来查看癌症患者的数据。
“我对我们还能在人类样本中发现微生物特征的其他东西很感兴趣，”姚说。“现在，我们正在做类似的事情来研究癌症。
“这里的希望是，如果我们发现一些与癌症相关的有趣的微生物或病毒特征，那么我们就可以确定富有成效的实验方向。例如，如果患有肿瘤会产生我们认识的特定微生物的温床，那么我们也许可以利用这些知识作为一种手段来更快地诊断癌症，或者以侵入性较小或成本较低的方式进行诊断。或者，如果您的微生物与存活率有很强的相关性，则可以帮助预后。如果实验证实特定病毒或细菌与一种癌症之间存在因果关系，那么，当然，这可能对治疗有用。”
与癌症相关的病原体最著名的例子之一是人乳头瘤病毒 (HPV)。姚使用这种有据可查的联系来验证她的方法。
“当我们对宫颈癌肿瘤样本进行同样的检查时，我们始终检测到病毒，”她说。“这是一个很好的原理验证发现，表明特定病原体的存在对某些类型的癌症可能有意义。
“我真的很感兴趣使用计算方法来弥合可用实验数据和解释它的方法之间的差距。计算分析是一种帮助解释数据和确定临床医生或实验科学家测试假设优先级的方法。”
参考：R. Camille Brewer、Tobias V. Lanz、Caryn R. Hale、Gregory D. Sepich-Poore、Cameron Martino、Austin D. Swafford 撰写的“口腔粘膜破裂引发类风湿性关节炎中的抗瓜氨酸化细菌和人类蛋白质抗体反应” , Thomas S. Carroll, Sarah Kongpachith, Lisa K. Blum, Serra E. Elliott, Nathalie E. Blachere, Salina Parveen, John Fak, Vicky 姚, Olga Troyanskaya, Mayu O. Frank, Michelle S. Bloom, Shaghayegh Jahanbani, Alejandro M. Gomez、Radhika Iyer、Nitya S. Ramadoss、Orr Sharpe、Sangeetha Chandrasekaran、Lindsay B. Kelmenson、Qian Wang、Heidi Wong、Holly L. Torres、Mark Wiesen、Dana T. Graves、Kevin D. Deane、V. Michael Holers、Rob Knight、Robert B. Darnell、William H. Robinson 和 Dana E. Orange，2023 年 2 月 22 日，科学转化医学。
DOI：10.1126/scitranslmed.abq8476
该研究由美国国立卫生研究院、美国国家科学基金会、罗伯逊基金会、洛克菲勒大学、伯纳德和艾琳施瓦茨基金会、Iris 和 Jungming Le 基金会、洛克菲勒临床和转化科学奖计划试点奖、风湿病学研究基金资助基金会和国家癌症研究所。