巨噬细胞在外伤后细菌性致死性肉芽肿发病机制中的作用

Fatal bacterial granuloma after trauma (FBGT) was a new disease found and named by our research team. The prognosis of FBGT is dismal, and before we recognized the disease and introduced our treatment plans, all the patients suffered from FBGT died in one to four years. The pathogenesis of FBGT was still unclear, as a result, nearly half of the patients were still unsaved. Now, we have found that Propionibacterium acnes (P.acnes) was the pathogens responsible for FBGT, and marophages were found in the lesion of skin and brain. In addition, scanning electron microscopic image showed that there were many live P.acnes in intracytoplasm of macrophage. As a result, we hypothesized that the aberrant function of macrophage may cause the progression of FBGT. In order to verify the hypothesis, we tend to perform following experiments. Firstly, macrophages will be isolated from patients and healthy persons, then be stimulated by P.acnes. The function of macrophages, including phagocytosis and killing activity, will be examined in vitro to confirm the aberrant function of macrophage in FBGT. Secondly, microarray and proteomics methods will be performed to research the specific molecular mechanism involving FBGT process. Finally, cell and animal models will be established to verify our hypothesis, and they will provide evidence to FBGT treatment.

外伤后细菌性致死性肉芽肿（FBGT）是本课题组发现并命名的新疾病。该病病情凶险、预后极差,在我们的探索有所突破前，患者100%在1-4年内死亡。目前，我们成功治愈了部分患者，但仍有近半数患者的生命未得以挽救，其原因在于该病的发病机制仍未充分阐明。本课题组现已明确了痤疮丙酸杆菌（P.acnes）为该病病原菌，并发现患者皮损和脑部病变组织内均表现为巨噬细胞浸润为主的炎性改变。电镜观察发现，浸润的巨噬细胞内有大量未被消化、杀灭的细菌，提示巨噬细胞的功能异常可能是该病发生的关键。本课题拟通过分离患者与正常人的巨噬细胞，在经P.acnes刺激后，进一步确认FBGT患者巨噬细胞的吞噬杀菌功能及细胞因子分泌等方面是否存在异常、存在何种异常，并通过基因表达分析和蛋白组学方法，寻找该病发病的具体分子机制。最终通过基因工程手段，构建该疾病的细胞及小动物模型，为阐明FBGT的发病机制及指导临床救治患者提供实验

本项目取得以下成果：1.成功实现外伤后细菌性致死性肉芽肿（FBGT）疾病的病原菌的分离及培养；通过质谱鉴定为痤疮丙酸杆菌。通过药敏试验筛选获得适用于该临床分离株的药物，通过耐药突变判定临床分离株未获得耐药基因。2.进行了痤疮丙酸标准株、脓疱型痤疮患者分离株及FBGT患者临床分离株全基因组重测序分析工作。明确FBGT患者临床分离株中相对于标准株及脓疱型分离株中存在6个共同的插入基因。明确患者分离株中相对于标准株及脓疱型分离株中存在4个可能的毒力因子。明确FBGT患者分离株与标准株蛋白共性较小，存在一定差异，并筛选获得8个差异蛋白。3.进行了FBGT患者全外显子分析，筛选获得外显子区致病突变26处，且不具有患者共性。未发现多种致病基因富集于同一通路。IL12-IL23-IFNγ信号通路未检测到与微弱毒力的细菌易感的致病基因突变。表明FBGT患者通路异常没有共性，可能为多个致病基因的累积作用。CLTCL1及PLB1基因突变可能参与FBGT疾病的发生。4. FBGT患者PBMC受到P.ance刺激后，IL-7、CX3XL1及CXCL3、CXCL10、TNF-α表达上调，CCL2、CCL24及CXCL6表达下调，AIMP1、LTB及MIF无明显变化。表明在FBGT中存在巨噬细胞趋化和迁移的障碍。5.ICAM-1在患者血清中呈高表达，P. acnes与HCMEC/D3细胞共培养后ICAM-1表达显著升高。表明.ICAM-1在FBGT疾病发生中起到一定作用。以上成果在基因层面明确了病原菌的致病共性；阐明了患者多种致病基因累积是临床易感的关键因素；并讨论了炎症因子及黏附分子在疾病发生中的作用。以上研究可为丰富FBGT 的发病机制及指导临床救治患者提供可靠的理论支持及实验依据。