近(2月28)日，由瑞典卡羅林斯卡學院(Karolinska Institutet)所帶領的跨國研究團隊，利用被稱為數位分身(digital twins)的模型建立，更深入分析控制類風濕關節炎背後的分子機制。
 
研究團隊表示，這是首次科學界描述類風溼關節炎對多種器官的廣泛性影響，因為很難對多個不同的器官進行生理採樣，也有助於為免疫疾病患者開發出更好的個人化藥物療法。這項研究發表在《Cell Reports Medicine》。
 
研究團隊指出，許多免疫疾病像是類風濕性關節炎、克隆氏症(Crohn’s disease)和潰瘍性結腸炎(ulcerative colitis)，背後有著複雜的疾病機制、牽涉到數千個基因的交互作用，且即使是相同的診斷，背後的疾病機制和疾病進展也因人而異，使得某些患者雖然有療法可用，卻無法真正恢復健康。
 
在這項研究中，來自瑞典、美國、中國和韓國的研究機構共同組成跨國團隊，試圖解決這項問題。他們透過打造數位分身、處理數據處理，依據不同的患者體內獨特的免疫疾病機制，為患者量身打造藥物。
 
團隊表示，患者體內發生的複雜變化，能夠透過分子編程(molecular programmes)加以組織化。這些機制透過一小群的開關切換蛋白(“off and on” switch proteins)來調節，其中也包含了腫瘤壞死因子抑制劑(TNF inhibitors)的標靶。
 
此研究的通訊作者、卡羅林斯卡學院Mikael Benson教授表示，在這項研究中，他們將類風濕關節炎的老鼠模型，與帶有各種免疫疾病的人類患者數位分身加以分析。
 
Benson表示，根據多器官的單細胞RNA定序分析結果顯示，即使老鼠只有關節發炎，他們也觀察到數千個基因在多達10個的器官的不同細胞種類中活性改變，其中也包括皮膚、脾臟、肝臟和肺臟，這是科學上首次對於免疫疾病對多種器官影響的全面性描述。
 
Beson也強調，他們的研究有兩大發現。首先，他們解開了對TNF療法起反應和不起反應的患者，在開關切換蛋白上的差異；此外，他們發現這些蛋白質並不會真正關掉(turn off)這些疾病，而是更像是亮度調節器(dimmer switches)，能夠調升或調降疾病的分子編程。
 
他表示，這項研究使用的數位模型技術，能將每一個生理程序都能轉化成數學公式，並將每個患者的獨特病況數位化。Benson表示，透過這樣的數位分身，能夠用來分析成千上萬個細胞中每一個基因的活性，並計算改變條件時造成的生理效應，例如投藥的劑量。
 
此外，數位分身也讓科學家更有機會發現嚴重疾病的有效療法。Benson表示，這些研究方法能夠針對「開啟」(on)的蛋白質，為患者量身設計開發正確的藥物組合，並讓研究社群使用，好讓更多臨床研究能夠在不同免疫疾病的患者身上執行。
 
參考資料：
https://www.worldpharmanews.com/research/6268-digital-twin-opens-way-to-effective-treatment-of-inflammatory-diseases
 
(編譯 / 吳培安)