IF50.5｜空间蛋白质组学揭示JAK抑制剂可治疗致死性皮肤药物反应

深度视觉蛋白质组学锁定JAK/STAT通路为TEN关键驱动，JAK抑制剂在模型和患者中均显疗效。

这篇按生信解读号的读法拆：先看背景和问题，再看作者怎么做、做出了哪几条硬发现，最后把数据和代码收走。

研究背景

中毒性表皮坏死松解症（TEN）是一种由常见药物诱发的致死性皮肤不良反应，表现为角质形成细胞大量死亡和表皮剥脱，死亡率高达三分之一。目前对TEN的分子机制了解有限，临床治疗以支持性护理为主，缺乏靶向疗法。既往研究提出多种假说，但驱动角质形成细胞毒性的关键通路仍不明确。空间组学技术，特别是深度视觉蛋白质组学（DVP），能够在保留组织空间背景的前提下，对特定细胞类型进行无偏蛋白质组分析，为揭示复杂皮肤疾病的分子机制提供了新手段。

科学问题

卡在哪里： 尽管已有研究提示多种免疫机制参与TEN，但驱动角质形成细胞死亡的核心信号通路尚未明确，且缺乏有效的靶向治疗策略。现有空间组学技术虽能提供单细胞分辨率的分子图谱，但将其转化为临床可干预靶点的成功案例仍然有限。

本文要回答： 利用DVP系统绘制不同严重程度皮肤药物反应中角质形成细胞和免疫细胞的蛋白质组图谱，鉴定TEN的关键致病通路，并验证靶向该通路的药物在临床前模型和患者中的疗效。

技术路线

作者主要用了：深度视觉蛋白质组学、多重免疫荧光、激光显微切割、质谱、磷酸化蛋白质组、靶向转录组、小鼠模型、临床病例。

作者收集了健康人及轻度（MPR）、重度（DRESS、TEN）皮肤药物反应患者的石蜡包埋皮肤活检组织，通过多重免疫荧光标记角质形成细胞（pan-CK+）和免疫细胞（CD45+），利用人工智能图像分割和激光显微切割分别收集两类细胞，进行超灵敏质谱分析，获得细胞类型特异的蛋白质组。随后结合生物信息学分析鉴定疾病相关通路，并通过体外共培养模型、两种小鼠TEN模型以及7例TEN患者的临床治疗，验证JAK/STAT通路作为治疗靶点的可行性。

图 1　Fig. 1。图1展示了DVP工作流程：对FFPE皮肤切片进行多重免疫荧光染色（CD45标记免疫细胞，pan-CK标记角质形成细胞），人工智能分割细胞轮廓后激光显微切割，分别收集两类细胞进行质谱分析。结果显示角质形成细胞蛋白质组按疾病类型聚类，TEN与健康及其他药物反应明显分离，PC1由STAT3和干扰素相关蛋白驱动。TEN角质形成细胞中补体蛋白几乎全部上调，提示其主动参与炎症。

核心亮点

亮点 1｜TEN角质形成细胞呈现独特干扰素与补体特征

对病变角质形成细胞的蛋白质组分析显示，TEN样本与健康及其他药物反应明显分离，主成分1（PC1）主要由STAT3、干扰素相关蛋白及钙稳态和应激反应蛋白驱动。TEN角质形成细胞中WARS1、SOD1等蛋白显著失调，补体系统蛋白几乎全部特异性上调，且与疾病严重程度相关。这些发现提示角质形成细胞不仅是受害者，还主动参与炎症反应，其蛋白质组特征可作为区分不同药物反应类型的分子标志。

图 2　Fig. 2。图2聚焦免疫细胞蛋白质组。主成分分析显示DRESS与TEN、MPR分离，PC1富集E2F/MYC靶点，PC3富集干扰素信号。差异表达分析表明DRESS免疫细胞中EZH2特异性表达，而TEN中干扰素通路蛋白（如STAT1、GBP5）显著上调。无监督聚类将免疫细胞蛋白质组分为三个与疾病类型完全对应的簇，其中TEN相关簇富集干扰素信号通路，进一步支持干扰素在TEN中的核心作用。

亮点 2｜免疫细胞中干扰素信号在TEN中显著富集

对皮肤浸润免疫细胞的蛋白质组分析发现，DRESS以E2F/MYC靶点和病毒通路富集为特征，而TEN则表现出显著的I型和II型干扰素信号富集，STAT1是主要驱动因子。与健康对照相比，TEN免疫细胞中干扰素通路蛋白（如STAT1、GBP5）显著上调，且该特征在MPR和DRESS中不明显。此外，EZH2仅在DRESS免疫细胞中检测到，提示表观遗传调控可能参与DRESS发病。这些结果将干扰素信号与TEN的细胞毒性联系起来。

图 3　Fig. 3。图3利用mDIA-DVP分析TEN和SJS-TEN重叠患者皮肤中的免疫细胞亚群。多重免疫荧光图像显示CD163+巨噬细胞、CD4+和CD8+T细胞的分布和分割轮廓。蛋白质组数据显示巨噬细胞中干扰素通路蛋白表达最高，STAT1水平显著高于T细胞。差异表达分析表明巨噬细胞与CD8+T细胞相比，STAT1、GBP5等干扰素诱导蛋白显著富集，提示巨噬细胞是TEN中干扰素反应的主要来源。

亮点 3｜巨噬细胞是TEN中干扰素反应的主要来源

利用基于Astral质谱的mDIA-DVP技术，作者对TEN和SJS-TEN重叠患者皮肤中的CD163+巨噬细胞、CD4+和CD8+T细胞进行蛋白质组分析，发现巨噬细胞中干扰素通路蛋白表达最高，STAT1水平显著高于T细胞。与CD8+T细胞相比，巨噬细胞中STAT1、GBP5等干扰素诱导蛋白显著富集，表明巨噬细胞在TEN的干扰素驱动炎症中发挥核心作用，可能是疾病进展的关键效应细胞。

图 4　Fig. 4。图4整合角质形成细胞和免疫细胞蛋白质组数据，发现WARS1、STAT1、S100A9、LYZ、GBP1和APOL2在TEN中两种细胞类型均上调至少4倍，且均属于干扰素通路。JAK/STAT通路分子在TEN中广泛上调，STAT1核转位和磷酸化水平显著升高。靶向转录组分析显示IFNG在TEN中上调最显著。这些结果共同表明JAK/STAT通路在TEN中高度活化，是潜在的治疗靶点。

亮点 4｜JAK/STAT通路在TEN中高度活化且可被药物抑制

整合角质形成细胞和免疫细胞蛋白质组数据，作者发现WARS1、STAT1、S100A9、LYZ、GBP1和APOL2在TEN中两种细胞类型均上调至少4倍，且均属于干扰素通路。靶向转录组分析显示IFNG在TEN中上调最显著，JAK/STAT通路分子广泛上调。免疫荧光证实STAT1在TEN中核转位增加，磷酸化STAT1水平显著升高。体外共培养模型中，泛JAK抑制剂tofacitinib剂量依赖性地抑制活化PBMC对自体角质形成细胞的杀伤，证实JAK/STAT通路是TEN中可干预的关键节点。

图 5　Fig. 5。图5展示JAK抑制剂在体外和体内模型中的疗效。体外共培养模型中，tofacitinib剂量依赖性地抑制活化PBMC对自体角质形成细胞的杀伤。在smac模拟物诱导的TEN小鼠模型中，口服tofacitinib、baricitinib、abrocitinib或upadacitinib均显著减轻临床评分、降低磷酸化STAT1水平、减少角质形成细胞死亡和免疫细胞浸润，并促进表皮再生。在人源化小鼠模型中，baricitinib显著改善眼部症状。这些结果支持JAK抑制剂作为TEN的潜在疗法。

亮点 5｜JAK抑制剂在两种小鼠TEN模型中均有效

在smac模拟物诱导的TEN小鼠模型中，口服tofacitinib、baricitinib或JAK1选择性抑制剂abrocitinib、upadacitinib均能显著减轻临床评分、降低磷酸化STAT1水平、减少角质形成细胞死亡和免疫细胞浸润，并促进表皮再生。在人源化小鼠模型中，baricitinib显著改善眼部结膜炎和结膜上皮细胞死亡。这些结果在两种独立模型中一致证明JAK抑制剂对TEN的治疗潜力，且JAK1选择性抑制剂足以发挥疗效。

亮点 6｜JAK抑制剂治疗7例TEN患者显示快速康复

基于临床前数据，作者对7例TEN或SJS-TEN重叠患者进行JAK抑制剂同情用药。其中一例59岁男性肺癌患者发生TEN，SCORTEN评分为4（预测死亡率58.3%），在糖皮质激素治疗无效后接受abrocitinib治疗，2天内病情停止进展，4天可见再上皮化，16天接近完全愈合。所有7例患者均存活至第30天，无严重不良反应，且治疗后皮肤磷酸化STAT1水平显著下降。这些临床观察支持JAK抑制剂作为TEN的潜在有效疗法。

生信可带走

这一块是给做分析的人用的，不是科普点缀。

• 方法栈： 深度视觉蛋白质组学、多重免疫荧光、激光显微切割、质谱、磷酸化蛋白质组、靶向转录组、小鼠模型、临床病例
• 公开数据： 原文未给出公开组学登录号
• 代码： 原文未给出公开 GitHub/GitLab 仓库
• 谁该点开原文： 从事空间组学、皮肤免疫学、药物重定位及临床转化研究的人员。

带走一句

深度视觉蛋白质组学能够从存档FFPE组织中挖掘细胞类型特异的疾病机制，并直接转化为可干预的靶点，为炎症性疾病的精准治疗提供了可复制的范式。