蛋白质预测糖尿病发展的重要一步

科学家们在症状出现前几个月预测谁会患上 1 型糖尿病方面迈出了重要一步。

在 6 月 29 日《细胞报告医学》在线发表的一篇论文中，能源部太平洋西北国家实验室的研究人员及其同事鉴定了一组改变的蛋白质，这些蛋白质可以预测一种称为胰岛自身免疫的疾病，这是每个最终发展为胰岛自身免疫的疾病的前兆。 1 糖尿病。

科学家们警告说，这项工作标志着寻找预测谁会患上这种疾病的方法的开始，而不是结束。需要做更多的工作来验证结果，并测试这些发现是否适用于所有人，而不仅仅是参与研究的、在遗传上易患这种疾病的儿童。

检测即将发生的自身免疫的生物标记物将帮助医生监测患者的病情，或许可以检测出健康状况恶化，并在症状出现之前提示更快的医疗护理。

这些结果是 PNNL 科学家托马斯·梅茨 (Thomas Metz) 领导的一项历时九年研究的成果，该研究对北美和欧洲 6 个研究地点近 1,000 名儿童的 8,000 多个血液样本中的数百种蛋白质进行了分析。

TEDDY 和胰岛自身免疫的线索

这些孩子们参与了一项名为“TEDDY——青少年糖尿病的环境决定因素”的大型综合研究。TEDDY 包括由于基因构成而比其他人更容易患 1 型糖尿病的儿童。这项研究已进入第 20 个年头，旨在了解为什么有些儿童会患上这种疾病，而另一些儿童则不会。

在最新研究中，PNNL 科学家分析了近 1,000 名从出生到 6 岁儿童的血浆样本。研究人员鉴定了一组 83 种蛋白质，这些蛋白质的变化组合可预测哪些儿童会发展为胰岛自身免疫性疾病或 1 型糖尿病。

目前，尚无法知道有遗传倾向的人是否或何时会发生胰岛自身免疫或糖尿病。医生确实知道，当患者产生至少两种胰岛自身抗体时，他们就具有胰岛自身免疫并会患上糖尿病，但他们不知道是什么触发了自身免疫或糖尿病何时会表现出来。

“这项工作的令人兴奋之处在于，它为我们比现在更早检测自身免疫打开了大门，”梅茨说。“这让我们有机会更多地了解是什么导致免疫系统启动身体。这可以帮助我们比目前更好地梳理和理解糖尿病发展的机制，并提供潜在的干预目标。”

这些发现是 PNNL 科学家和全球同事数万小时工作的结果。在 PNNL，科学家们花了 16,000 多个小时通过质谱仪等仪器来检测样本，以检查大约 8,000 份血液样本中每份血液样本中数百种蛋白质的水平。然后，我们花费了无数的时间来计划研究、招募参与者、监测他们的健康状况并分析数据。

PNNL 数据分析师 Lisa Bramer 创建了一种机器学习算法，该算法分析了大量数据——来自近 1,000 名儿童的数百种蛋白质信息，并从每个儿童出生到 6 岁期间采集了多个血液样本。

科学家们分两个阶段进行了这项研究。在发现阶段，该团队研究了来自 184 名儿童的 2,252 份血液样本。在那里，研究小组发现了 376 种蛋白质，这些蛋白质在后来患上胰岛自身免疫或 1 型糖尿病的患者中发生了改变。然后，该团队进行了更深入的验证研究，查看了 990 名儿童的 6,426 份血液样本。

该团队在验证研究中确定的 83 种血液蛋白是体内几个重要过程的关键，包括抗原呈递、补体和血液凝固、炎症信号传导和代谢。该蛋白质列表与研究小组已知的糖尿病患者胰腺中活跃的蛋白质非常匹配。该团队之前在人类胰岛研究网络进行的工作中鉴定了这些蛋白质。

PNNL 团队希望通过分析这些儿童长大后采集的额外血液样本来继续这项研究。这些血样是通过 TEDDY 收集的，直到孩子们年满 15 岁为止。

“现阶段，我们正在尝试了解如何预测糖尿病。最终的目标是防止关键的胰岛素生成细胞死亡并完全预防糖尿病。”第一作者 Ernesto Nakayasu 说。

在与糖尿病和炎症相关的其他研究中，PNNL 的科学家们正在研究我们身体的胰岛素生成细胞如何变得容易受到自身免疫攻击——胰腺中的胰岛素生成细胞如何被身体瞄准并杀死。研究人员还在研究 omega-3 脂肪酸如何保护这些细胞。