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Allergy
birch pollen allergy患者allergen-specific immunotherapy后的基因组范围血液DNA甲基化谱研究

2025-12-03

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本研究首次采用纵向设计,系统分析过敏原免疫治疗(AIT)对birch pollen allergy患者基因组范围DNA甲基化的影响,发现GCNT2和ABRA基因的hypermethylation现象,并与血清生物标志物如sIgG4、IgG4/IgG1 ratio等显著相关,为未来基于表观遗传调控的免疫治疗监测提供新思路。

 

文献概述
本文《Allergen-Specific Immunotherapy and Biologics: Genome-Wide Blood DNA Methylation Profiling in Birch Pollen Allergic Patients Undergoing Allergen-Specific Immunotherapy》,发表于《Allergy》杂志,回顾并总结了birch pollen allergy患者接受allergen-specific immunotherapy(AIT)前后血液样本的DNA甲基化变化。研究采用Illumina Infinium MethylationEPICv1芯片对16名AIT患者与15名安慰剂对照患者进行配对样本分析,发现GCNT2和ABRA基因的特定CpG位点发生hypermethylation,并进一步验证其调控功能,为AIT诱导免疫耐受的表观遗传机制提供新证据。

背景知识
birch pollen allergy是欧洲常见过敏性疾病,其治疗主要依赖于AIT诱导免疫耐受。尽管已有大量关于过敏性疾病遗传和表观遗传学研究,但此前尚无关于AIT对DNA甲基化影响的纵向研究。DNA甲基化是表观遗传修饰的重要机制,调控基因表达且受环境因素影响,因此其变化可能反映治疗响应。本研究填补了该领域空白,通过配对样本设计,结合细胞类型组成分析和血清生物标志物,深入探讨AIT诱导的DNA甲基化变化,为过敏免疫治疗的分子监测提供新方向。

 

提供基因敲除小鼠模型服务,适用于研究基因在免疫细胞调控和过敏反应中的作用,支持从模型构建到机制验证的全流程服务。

 

研究方法与实验
研究采用随机、安慰剂对照的皮下过敏原免疫治疗(BPE-SCIT)临床试验,16名birch pollen过敏患者接受BPE-SCIT,15名患者接受安慰剂治疗。全血样本在治疗前(pre-treatment)和治疗6个月后(post-treatment)收集,DNA经亚硫酸氢盐转化后进行850K CpG位点的甲基化分析。通过hierarchical clustering、PCA和UMAP进行数据降维与可视化,筛选出显著差异甲基化位点(DMPs),并结合血清生物标志物进行Spearman相关性分析。进一步通过luciferase reporter assay验证DMPs的启动子与增强子功能,并利用HiC数据预测染色质互作网络。

关键结论与观点

  • 在BPE-SCIT治疗6个月后,发现两个显著hypermethylated CpG位点:cg22187251(位于GCNT2基因上游调控区)和cg22336863(位于ABRA基因转录起始位点上游)。
  • 功能实验表明,这两个位点具有methylation-dependent的启动子和增强子活性,且其甲基化水平与CD8+ T细胞增加和NK细胞减少相关。
  • 在BPE-SCIT组中,42%的top DMPs与AIT临床生物标志物(如sIgG4、IgG4/IgG1 ratio)显著相关,其中cg01993027(SRSF4)、cg19898963(LRRC7)等位点与多个生物标志物相关。
  • GCNT2与ABRA基因参与RhoA信号通路,调控Th2分化和TGF-β介导的免疫耐受,提示其在AIT疗效监测中的潜在作用。

研究意义与展望
本研究为首次纵向分析AIT对DNA甲olylation影响的报告,揭示GCNT2和ABRA作为AIT治疗响应的潜在表观遗传标志物。未来需更大样本、更长随访时间以确认这些发现,并结合单细胞测序等手段进一步解析甲基化变化的细胞特异性。此外,这些位点可能作为非侵入性生物标志物,用于监测和优化AIT治疗方案。

 

提供基因编辑与定制化抗体小鼠模型,适用于研究过敏免疫治疗中涉及的基因功能、信号通路调控及抗体介导的免疫调节,支持机制研究与药效评估。

 

结语
本研究首次揭示了birch pollen allergy患者在接受allergen-specific immunotherapy(AIT)后,其血液DNA甲基化图谱发生显著变化。两个基因GCNT2和ABRA在AIT后呈现hypermethylation,并具有methylation-dependent的启动子和增强子活性。这些变化与免疫细胞比例(CD8+ T细胞增加,NK细胞减少)及血清生物标志物(如sIgG4、IgG4/IgG1 ratio)高度相关,提示DNA甲基化变化可能作为AIT疗效监测的新指标。尽管样本量较小,但研究设计严谨,为未来探索表观遗传调控在过敏免疫治疗中的应用提供了坚实基础。后续研究可结合单细胞测序、蛋白表达分析及更大队列的验证,以进一步阐明AIT诱导的表观遗传变化及其在免疫耐受中的作用。

 

文献来源:
Angelika Lahnsteiner, Victoria Ellmer, Mengzhen Hao, Angela Risch, and Lorenz Aglas. Genome‐Wide Blood DNA Methylation Profiling in Birch Pollen Allergic Patients Undergoing Allergen‐Specific Immunotherapy. Allergy.
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birch pollen allergy
过敏原免疫治疗
基因组范围DNA甲基化
免疫耐受
GCNT2
ABRA

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