由科罗拉多大学医学院教师张帆（Fan Zhang）博士和Anna Helena Jonsson博士领导的新研究可能会带来类风湿关节炎(RA)的新靶向治疗，类风湿关节炎是一种导致关节炎症和破坏的自身免疫性疾病。
他们的研究结果发表在《自然》杂志上，反映了作为加速药物伙伴关系（Accelerating Medicines Partnership）成员的数十位研究人员共同努力的成果： 类风湿关节炎和系统性红斑狼疮(AMP: RA/SLE)网络的成员。
AMP: RA/SLE网络收集了来自英国等处的70名红斑狼疮患者的炎症组织。Jonsson领导了一组科学家对这些样本进行分析，而Zhang则领导了数据的计算分析。这些努力产生了一个包含超过30万个滑膜组织细胞的细胞图谱。进一步的分析显示，根据它们的细胞组成，类风湿关节炎有六个不同的亚群。
Jonsson说：“我们希望这些数据能帮助我们发现新的治疗目标，我们想把它公之于众，这样全国和世界各地的研究人员就可以继续研究治疗类风湿性关节炎的新思路。”
Jonsson既是一名执业风湿病学家，也是一名研究人员，他知道风湿性关节炎患者对不同治疗的反应不同。她说，到目前为止，风湿病学家使用“guess-and-check ”的方法来寻找对个体患者有效的治疗方法。
利用Zhang和计算分析团队开发的新数据和强大的计算分类方法，研究人员能够将RA类型定量地分类为他们所谓的“细胞型丰度表型”或CTAPs。开发的方法，加上新的细胞图谱，可以开始确定哪些患者对哪些治疗有反应。
“即使你用这些简单的标记物——T细胞标记物、B细胞、巨噬细胞和其他髓样细胞、成纤维细胞、内皮细胞——对类风湿关节炎炎症进行分类，我们发现，每一种分类都与我们已经发现的非常具体的致病细胞类型有关。之前的类风湿关节炎研究发现，被称为外周辅助性T细胞的T细胞群与类风湿关节炎有关，被称为产生抗体的B细胞和其他特定细胞类型也是如此。我们发现它们通常不是一起被发现的。”
“例如，外周辅助细胞与B细胞只存在于一类RA中，而致病性巨噬细胞群体往往存在于另一类RA中。正因为如此，我们可以开始询问这些特定合作伙伴如何协同工作。”
Zhang说：“我认为这是跨学科和大数据驱动的研究。许多新的发现是通过我们新颖的计算方法和系统免疫学方法产生的，我们使用了最先进的单细胞多模态技术来开发这种可重复的分类模式。这是风湿病精准医疗的一大进步。借助强大的人工智能计算方法，我们能够整合大型单细胞组学、成像和临床数据，以广义的方式对患者异质性进行分层。”
CTAP研究是2018年开始的多中心联合努力的一部分。它由加速药物伙伴关系类风湿关节炎和系统性红斑狼疮网络资助，这是由美国国立卫生研究院和美国国立卫生研究院基金会协调的一项倡议。该项目依靠一个全国性的研究团队网络，通过对风湿性关节炎和系统性红斑狼疮的关注，共同努力加深对自身免疫性疾病的理解。
“对炎症亚群的研究也可能用于研究其他自身免疫性疾病或对癌症或感染的免疫反应。从那里，它可能会被用来增加对多种不同疾病的了解”。
Zhang补充说:“建立疾病驱动的计算人工智能方法将是在多种免疫介导的疾病中产生可测试的假设的下一步。”
对于Jonsson和Zhang来说，发表在《自然》杂志上的文章是他们多年工作的成果，而他们的工作始于两人在哈佛大学布里格姆妇女医院（Brigham and Women's Hospital）（哈佛大学的教学医院）工作的时候。当他们来到CU医学院时，他们带着这个项目，希望与CU安舒茨医学院的教职员工建立新的合作关系。
Jonsson说:“吸引我们来这里成立研究小组的原因之一是，科罗拉多大学医学院的人类转化研究非常强大。”
同样，“我觉得这将是我们继续我们的计算-实验转化医学生产模式的最肥沃的土壤，”Zhang说。
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导师简介：张帆博士，2009年本科毕业于吉林大学计算机学院师从梁艳春教授。2016年获美国伍斯特理工学院(Worcester Polytechnic Institute)生物医学工程计算生物学博士学位师从Dr. Patrick Flaherty教授。2017-2021年，张帆博士在哈佛大学医学院(Harvard Medical School)，布莱根妇女医院(Brigham and Women’s Hospital)，和麻省剑桥博德研究所(Broad Institute of MIT and Harvard)从事博士后研究师从Dr. Soumya Raychaudhuri教授。期间，张帆博士带领了系统生物学结合单细胞转录组和蛋白组学的工作，首次提出自身免疫性类风湿性关节炎的单细胞人体组织图谱，对研究炎症致病机理起到重要意义。以第一作者在Nature Immunology, Genome Medicine, BMC Bioinformatics等期刊发表多篇论文, 以共同作者在Nature, Nature Method, New England Journal of Medicine, Science Translational Medicine, Bioinformatics等发表多篇论文。为Nature, Nature Medicine, PNAS, Nature Communications, Bioinformatics等独立审稿人。
