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哮喘是常见的慢性呼吸道炎症，常引起反复发作的哮喘、气短、气短、咳嗽等症状，严重影响患者的生活质量。 全世界哮喘报告显示，哮喘发病率约为4.3%，这意味着全世界约有3.34亿人患有不同程度的哮喘。 预计到2025年，这个数字还将增加1亿人，达到4.34亿人。
最近，比利时VIB研究所、根特大学附属医院( Ghent University Hospital )和生物技术公司的Argenx合作研究了哮喘中是否存在蛋白质结晶。 蛋白质在体内一般不结晶，除非遇到特殊情况。 研究人员发现，当呼吸道粘液中蛋白质晶体含量非常丰富时，会刺激免疫系统，诱发哮喘患者呼吸道炎症和粘液分泌的变化。 这项研究发表在《科学》杂志上。
DOI: 10.1126/science.aaw4295
长蛋白晶体的确认过程
1853年，巴黎学者Jean-Martin Charcot报道了哮喘患者痰中观察到的双锥体晶体的详细草图。 1872年，Ernst von Leyden也做了同样的观察。 这些晶体沉积物是医学界熟知的Charcot-Leyden晶体( CLCs )。
从那以后，CLCs结晶患有哮喘、支气管炎、过敏性鼻炎和鼻窦炎等慢性过敏性和炎症性疾病。
但是，由于不知道与疾病的实际联系，科学家们相当忽视了这些结晶。 最近几十年，科学家确认了CLC是由半乳糖凝集素-10(Galectin-10，Gal10 )构成的。 Gal10是嗜酸性粒细胞中最丰富的蛋白质之一，有助于人体内发生炎症反应。 出乎意料的是，Gal10仍可溶于嗜酸性粒细胞，仅在作为免疫防御的一部分被释放后才形成结晶。
CLCs晶体可能对肺部造成损伤
由于CLCs晶体的功能不明确，科学家们无法判断CLCs是否能刺激肺部免疫，引起过度的炎症反应而引起疾病。
bartlambliht教授图片来源: VIB生命科学研究机构
研究人员bartblambliht教授说:“大多数医生通过医学训练知道CLCs，每个人都将这些结晶与嗜酸性粒细胞结合在一起。 在哮喘患者痰液中经常发现，尤其是患有严重疾病的患者。 但是，没有人知道这些结晶是怎么出现的，为什么会出现在那里。 通过比较痛风、尿酸结晶引起的关节炎症发作，推测CLCs也可能对哮喘患者的肺部造成损伤。
准确到原子水平
为了验证这一观点，科学家们克服了许多技术挑战。 他们在实验室中找到了制造数百万Gal10晶体的方法，证实了在患者体内发现的CLCs是同样的晶体。 研究人员还利用患者得到的结晶确定了Gal10的三维结构，使其准确地达到原子尺度。
Savvas Savvides教授的照片来源: VIB生命科学研究机构
Savvas Savvides教授说:“生物化学和医学史上首次以原子分辨率研究了来自患者的蛋白质结晶。 值得注意的是，这种微晶体只有几微米，但是经过艰难而严峻的实验过程才能生存下来。 最重要的是从得到的数据中得到蛋白质分子内部美丽的三维结构。
研究人员发现，只有当Gal10处于结晶状态时，才能引起完全成熟的免疫反应。 在溶液中，Gal10是无害的。 然而，以CLCs晶体形式存在的Gal10诱发哮喘的主要特征，包括发生黏液变化在内，对许多哮喘患者来说都是一大问题。
哮喘治疗，春天来临
此后，研究小组可以联合根据生物技术公司Argenx开发的抗体特异性对抗CLC。 值得注意的是，抗体在实验室培养皿中几分钟内溶解CLC，在患者体外粘液中几小时内溶解。 在哮喘小鼠模型中，应用这些抗体可显着减少肺部炎症、肺功能改变和黏液产生。 这种抗体可能是逆转蛋白质结晶，治疗哮喘和其他呼吸道慢性炎症疾病的第一线疗法。
用抗体溶解CLC。
Savvides教授说:“就像魔术一样，我花了25年时间学习蛋白质晶体结构生物学，很烦恼。 现在我突然看到蛋白质晶体实时溶解。 最重要的是，可以看到这些抗体是如何决定与抗原的结晶构造的，起到了魔法的作用。
当然，要验证这一发现需要更多的测试。 但是，小鼠模型的数据显示，使用这些抗体可能是有效减少哮喘患者肺部过度炎症和黏液积累的方法。 目前，由于气道黏液无积累药物，这一发现改变了现状。
结束
参考资料:
[1] scientistsssolvecentury-oldmysterytotreatasthman和airwayinflammation
[2]属性化升级type2immunityandisreversiblebyantibodytreatment
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