New era for ME/CFS research as top

New era for ME/CFS research as top cytokine study attracts media headlines
MARCH 5, 2015
Dr Mady Hornig
Study leader Dr. Mady Hornig in her lab
Simon McGrath describes ME/CFS research presently in the media spotlight …

The immune systems of patients who have recently developed ME/CFS look markedly different from those who have been ill for much longer, according to a major new study from Drs. Ian Lipkin and Mady Hornig at Columbia University. This shift in immune profile hadn’t been seen before.

“Perhaps the most significant evidence yet that chronic fatigue syndrome has a biological basis”, said the Wall Street Journal. The immune signature discovered might eventually be the “basis of the first diagnostic test for the illness”, said The New York Times. The prestigious New Yorker magazine mentions the study too.

This feels like a new era of ME/CFS research: big, rigorous studies by top researchers and clinicians, with media interest to match. Many more such studies are in the pipeline, including Dr. Montoya’s related immune profiling work, the large Open Medicine Institute immune gene sequencing project, and the huge CDC multi-clinic studies.

If other researchers can confirm the finding that there is an important difference between short and long duration patients — an important qualification — this work could change how we understand, study and look for treatments in ME/CFS.

Distinct plasma immune signatures in ME/CFS are present early in the course of illness (Hornig and colleagues 2015)

Doing it right

One of the most exciting aspects of this study was simply that it was big: nearly 300 patients and 350 controls. Most ME/CFS studies to date have had just a few dozen patients.

And it was designed meticulously. Patients were carefully diagnosed (mainly using Canadian Consensus criteria) by the clinics of leading U.S. ME/CFS physician-researchers including Drs. Montoya, Klimas, Bateman, Peterson and Komaroff. The study matched healthy controls and patients by age and sex, as both affect the immune system.

“The study is an important step forward in trying to track the biological basis of ME/CFS.”

Professor Jonathan Edwards

And they went further in trying to minimise anything else that might skew immune profiles. The immune system has daily cycles and is sensitive to stress, so all blood samples were drawn within two hours of midday and after a common mild stressor (the necessary patient paperwork!).

Controls were also matched by season of the year, as infections (even ones we aren’t aware of but our immune system are busy fighting) are more common in winter, as well as also by region, as infections vary by location.

Not so much difference between all patients and controls

The researchers, led by Dr. Hornig, analysed cytokines — small messenger molecules that play a central role in regulating the immune system. Because cytokines are a window to the immune system, ME/CFS researchers have focused on them before, and numerous smaller studies did find unusual cytokine levels in patients.

But cytokines come in many different flavours that perform distinct roles in the immune system, and there was little consistency among these previous studies about which types of cytokines had unusual levels. Generally, cytokines linked with inflammation were higher in patients, but some studies found no differences at all.

The current researchers shared the view that cytokines were critical immune markers and believed that variation in diagnostic criteria and laboratory methods may have contributed to the variation. So they looked at more different kinds of cytokines than most previous studies had — 51 — and they hoped a large rigorous study would give a clear picture.

It didn’t — at least not at first. Several inflammatory cytokines were a little lower in patients than controls, contradicting both previous studies and intuition. But overall, there didn’t seem to be a huge amount going on, which surprised the researchers.

Changes in cytokine levels mirror each other in short and long duratiion patientss. Modified from study Table S6 (click image)
Changes in cytokine levels mirror each other in short- and long-duration patients. Modified with permission from study Table S6 (click image to access original)
However, when they looked at the raw data more closely, Hornig and her colleagues could see that something was up.

Most research cohorts are made up of patients who have been ill for a long time, but Hornig’s group had carefully included newly-ill patients as well: 52 who had been ill for under three years (an average of 20 months) alongside 246 patients who had been ill for longer (an average of 13 years).

When they split the patients into those two groups, the data suddenly formed a striking pattern: cytokine levels were mostly up in the short duration patients and down in the long duration.

The graphic on the left makes this clear.

Red bars indicate lower cytokine levels than controls while green bars indicate higher. White bars indicate there was no significant differences between the two groups.

Because the cytokine levels mirror each other (e.g., up in short and down in long duration) they tend to cancel each other out in the combined group, which explains why there was not much to see when researchers compared all patients with controls.

More than half of the 51 cytokines studied were significantly different between the short and long duration patients.

A few of these differences may be false positives, but their high number makes for a compelling pattern. Also, for 11 of the cytokines, the statistics showed that there was a 1 in 100,000 chance of a false positive or less (i.e., the p value was .00001 or less, when the accepted standard for significance is .05 or less).

“It appears that ME/CFS patients are flush with cytokines until around the three-year mark, at which point the immune system shows evidence of exhaustion and cytokine levels drop … This shows there are distinct stages to the disease.” — Dr. Mady Hornig

What’s going on?

So do these findings explain ME/CFS? Not yet. At this stage they are more like clues. The average cytokine differences between short- and long-duration patients are modest, and furthermore, the patients whose cytokine levels were more abnormal didn’t necessarily have worse symptoms. Abnormal cytokine levels, then, cannot be the direct, sole cause of symptoms.

Professor Jonathan Edwards explained on Phoenix Rising that immunological diseases such as rheumatoid arthritis set off very complex networks of cytokine signals, but it’s very hard to tell which of these signals actually causes the trouble. In fact, what you can measure may not be the signals that cause the trouble, but chatter about it.

“What this study is saying is that if you listen at the door of the immune system you can definitely hear some plotting of crime inside, but you don’t know which of the people speaking is going to go out and commit it”, he said.





Trouble elsewhere?

Hornig agrees that the cytokine pattern may be a sign of a problem in another part of the immune system, perhaps as a consequence of problems with particular immune cells. Each immune cell secretes many cytokines, so a problem with one type of immune cell is likely to affect the levels of many cytokines.

Intriguingly, one clue points at B cells, the very immune cell targeted by the drug rituximab (which has shown promise in treating CFS in early trials). Short-duration patients have less of a cytokine called CD40L that is critical to the development of properly functioning B cells.

In addition, CD40L levels in short-duration patients break free from the levels of other cytokines, varying up or down out of step with the rest. In healthy controls and long-duration patients, on the other hand, they correlate closely.

Another possibility is that what matters most of all are the levels of cytokines in the brain, and that the abnormal cytokine levels seen in the blood in this study are an echo of a bigger problem there. Because patients can have such striking cognitive problems, the brain has long been a suspect in ME/CFS. Hornig and colleagues have a new paper on cytokines in cerebrospinal fluid (which bathes the brain) coming out soon.

Viral hit and run?

One of the most eye-catching findings of the study was that the level of the inflammatory cytokine interferon gamma was crucial in distinguishing short-duration from long-duration patients. Short-duration patients consistently had higher interferon gamma levels than long-duration patients (albeit not much higher).

The strength of this association can be quantified through a number called an “odds ratio,” which in this case was a staggering 100 — normally anything over 3 is considered pretty exciting.

The increased cytokine levels could be the results of a 'hit and run' virus
The increased cytokine levels could be the results of a ‘hit-and-run’ virus
The authors say the increase in interferon gamma is consistent with a viral trigger (or disrupted immune regulatory networks), and of course many patients report a viral-like illness triggering their illness. However, to date, searches in blood from the same patients have yet to find signs of an infection.

Hornig believes a hit-and-run scenario is possible, where a virus infects someone and is defeated, but for some reason the immune system remains ‘stuck in a high gear’. It’s possible that around the three-year mark, the immune system becomes exhausted, leading to the lowered cytokine levels in long-ill patients.

The finding here of elevated cytokines in short-duration patients differs from the famous Dubbo post-infectious studies, which found that cytokine levels were normal in ME/CFS after the initial acute illness, a disparity that’s currently hard to explain.

But other studies have found a link between cytokines and ongoing fatigue — for example, researchers found elevated level

結果 (中文) 1:

新的时代对我来说作为顶尖细胞因子研究碳纤维布加固研究吸引媒体的头条2015 年 3 月 5 日何宁博士研究负责人何宁博士在她的实验室Simon 麦格拉思描述我/CFS 的研究目前在媒体聚光灯......最近开发了我的病人的免疫系统 / 从博士伊恩 · 利普金和何宁在哥伦比亚大学的新的重大研究明显不同于那些已经病了很久，看 CFS 起来。这种转变在免疫的配置文件中从来没有见过。"或许最明显的证据表明然而，慢性疲劳综合征有一个生物学基础"，说华尔街日报。发现的免疫签名最终可能会"这种疾病的第一个诊断测试的基础上"，说纽约时报 》。著名的纽约客 》 杂志也提到一项研究。这感觉就像我的一个新时代 / 碳纤维布加固研究： 大、 严谨的研究，由顶尖研究者和临床医生，与媒体的兴趣相匹配。许多更多这类的研究是在管线中，包括博士蒙托亚相关的免疫分析工作、 大型的开放医药研究所免疫基因测序项目中和巨大的疾病预防控制中心多的临床研究。如果其他研究人员能证实这一发现是有短期和长期持续时间患者之间的重要区别 — — 一个重要的资格 — — 这项工作可以改变我们如何理解、 学习和寻找治疗方法我 / 碳纤维布加固。不同血浆免疫中我的签名 CFS 是目前初期病症 (何宁和同事 2015年)做正确的事这项研究的最令人兴奋的方面之一就是一大: 近 300 名病人和 350 的控件。大多数 ME / 碳纤维布加固研究到目前为止已形成了数十个病人。它精心设计。病人被仔细诊断 （主要使用加拿大共识标准） 由我领导美国诊所 / CFS 医师兼研究员包括博士蒙托亚、 Klimas、 贝特、 彼得森和科马罗夫。这项研究配对健康对照者及患者按年龄和性别，因为两者影响免疫系统。"这项研究是在试图跟踪我的生物学基础的重要一步 / CFS。"爱德华兹教授 Jonathan并进一步，他们走在试图减少任何可能扭曲免疫的配置文件。免疫系统日常周期，是压力敏感，所以在两个小时中午前后常见的温和压力源 （必要的耐心文书 ！） 内抽取了所有的血液样本。控件还对照的季节，如感染 （甚至包括那些我们没有意识到，但我们的免疫系统都是忙着战斗） 更为常见，在冬天，以及各区域，感染因地点而异。所有患者和对照的没有那么多区别领导的何宁博士，研究人员分析了细胞因子 — — 发挥中心作用，调节免疫系统的小信使分子。细胞因子是一个窗口到免疫系统，因为我 / CFS 研究者着眼于他们之前，而且许多较小的研究并发现不寻常的细胞因子水平患者。但细胞因子来担当截然不同的角色，在免疫系统中，很多不同的味道，这些以前的研究，哪些类型的细胞因子有不寻常水平的小一致性。一般来说，细胞因子和炎症相关高患者，但一些研究发现无差异。目前研究人员共享认为，细胞因子在关键的免疫标记并相信那变异诊断标准中的，实验室方法可能导致的变异。所以他们看着更多不同种类的细胞因子比以往的研究大多了 — — 51 — — 和他们希望大规模的严谨研究给予一个清晰的画面。它没有 — — 至少不是在第一次。几种炎症细胞因子被患者略低于对照组，反驳先前的研究和直觉。但总体来看，没有似乎是一个庞大的前进，它的研究者们吃惊。细胞因子水平的变化互相镜像简而言之，长 duratiion patientss。从研究表 S6 修改 （单击图像）细胞因子水平的变化在短期和长期病人互为镜像。修改权限从研究表 S6 （单击图像以访问原始)然而，当他们更密切地望着原始数据，何宁和她的同事能看到发生什么事了。大多数研究队列由病人已病了很长时间，但何宁的组仔细地包括新病病人，以及： 三岁生了病的 52 （平均 20 个月） 一起 246 病了更长的患者 （平均 13 年）。时他们将病人分成这两个群体，数据突然间形成了惊人的模式： 细胞因子水平的人，大多是了在短时间内患者上下在持续时间长。在左边图形清楚。红酒吧表明细胞因子水平低于控制，而绿色条形指示较高。白条表明两组之间没有显著性差异。因为互相镜像细胞因子水平 （例如，总之向上和向下长时间） 他们倾向于互相抵消在合并后的集团，这也解释了为什么没有太多可看到当研究人员比较了控件的所有患者。超过一半的 51 的细胞因子，研究了差异有统计学意义的短、 持续时间长的患者。这些差异可能是误报，但他们高的数字使一个令人信服的模式。此外，11 的细胞因子，统计数字显示没有假阳性或更少的 1 在 100,000 机会 （即，p 值是.00001 或更少，意义的接受的标准时.05 或更少）。"看来，我 / CFS 患者充斥着细胞因子，直到三岁左右，此时，用尽的证据表明免疫系统和细胞因子水平下降......这显示出有受疾病的不同阶段"— — 博士何宁这是怎么回事？所以这些结果解释我 / CFS 吗？还没有。在这个阶段，他们是更像是线索。短期和长期病人平均细胞因子差异不大，而且此外，其细胞因子含量多的异常的患者不一定有症状恶化。异常细胞因子水平，然后，不能直接、 唯一原因的症状。爱德华兹教授 Jonathan 解释凤凰上升免疫性疾病如类风湿关节炎掀起了非常复杂的网络，细胞因子的信号，但它是很难分辨这这些信号实际上会导致麻烦。事实上，你可以测量不可能造成麻烦，但有关它的颤振信号。"这项研究的意思是，如果你听你一定可以的免疫系统门口听到一些密谋犯罪里面，但你不知道的人来讲要走出去，并将它提交"，他说。 麻烦其他地方吗？何宁同意细胞因子模式可能是一种免疫系统的另一部分中的一个问题可能由于特定的免疫细胞的问题。每个免疫细胞分泌多种细胞因子，因此与免疫细胞的一种类型的问题可能会影响许多细胞因子的水平。有趣的是，一条线索点，有针对性的药物利妥昔单抗 （这表明承诺在早期的试验治疗 CFS） 非常免疫细胞 B 细胞。持续时间短的病人有更少的一种细胞因子被称为 CD40L 是至关重要的正常发展的 B 细胞。此外，cd40l 持续时间短的患者摆脱其他细胞因子，与其余变向上或向下的水平。健康对照组和持续时间长的患者，在另一方面，他们密切相关。另一种可能性是问题的事情最重要的是问题的有水平的细胞因子在大脑中，而且在这项研究血液中的异常细胞因子水平是问题的回声有更大。因为患者可以有这种惊人的认知问题，大脑长久以来我的疑犯 / 碳纤维布加固。何宁和他的同事对细胞因子在脑脊髓液 （一种沐浴大脑） 中有一篇新论文出来不久。病毒袭击和运行吗？研究最引人注目的结果之一是 γ 干扰素炎性细胞因子的水平是关键在区分短持续时间和持续时间长的患者。持续时间短的病人一贯有干扰素 γ 水平高于持续时间长的患者 （尽管不高得多）。这个协会的力量可以通过一个称作"比值比，"在这种情况下是惊人的 100 的数字量化 — — 通常任何超过 3 被认为是非常令人兴奋。更多的细胞因子水平可能是病毒的出手和逃走的结果更多的细胞因子水平可能是病毒的 '肇事' 的结果作者说，干扰素 γ 的增加与病毒性的触发器是一致的 （或扰乱免疫调节网络），并当然很多病人报告触发他们的病症的病毒类似疾病。然而，到目前为止，从同一病人的血液中搜索尚未找到感染的迹象。何宁认为肇事后逃逸的情形是可能的在一种病毒感染的人和被击败，但出于某种原因免疫系统仍然是 '卡住在高挡'。它是可能的在三年左右，免疫系统变得用尽，导致降低细胞因子水平在长期病患者。这一发现这里的高架短工期患者细胞因子的不同于著名的达博感染后研究，发现细胞因子水平均正常我 / 碳纤维布加固后最初的急性疾病，是目前难以解释的差异。但是，其他研究发现细胞因子和持续疲劳之间的联系 — — 例如，研究者发现高的水平

結果 (中文) 3:

新时代的ME / CFS的研究为顶细胞因子的研究吸引了媒体的头条

2015年3月5日博士研究的领导者进行霍尼格
博士在她的实验室进行霍尼格
西蒙麦克格拉斯描述了ME / CFS的研究目前在媒体的聚光灯下……

谁最近开发的ME / CFS看那些已经病了很长时间明显不同的患者的免疫系统，根据一项新的研究问题。伊恩来自哥伦比亚大学，进行霍尼格。这在免疫档案并移没见过。

”也许是最重要的证据还表明，慢性疲劳综合征的生物基础”，华尔街日报说。免疫标记发现最终可能被“依据第一诊断的疾病”，纽约时报报道。著名的纽约杂志提到研究过。

这感觉像我新时代/ CFS的研究：大，顶尖的研究人员和临床医生严谨的研究，媒体感兴趣的匹配。许多这样的研究正在酝酿中，包括蒙托亚博士的相关免疫分析工作，大开医学研究所免疫基因测序项目，和巨大的多临床研究中心。

如果其他研究人员可以证实，有短的、长时间的患者重要的资格-一个重要的区别这项工作可以改变我们的理解，和ME / CFS寻找治疗的研究。不同的血浆免疫标记

ME / CFS是在疾病的早期（霍尼格和同事2015）



做正确的事情本研究的一个最令人兴奋的方面很简单，它是大：近300的患者和350名对照。大多数ME / CFS研究都只有几十个病人。这是经过精心设计

。患者仔细诊断（主要是采用加拿大共识标准）由美国领先的ME / CFS医师研究者包括蒙托亚博士，klimas诊所，贝特曼，彼得森和卡马罗夫。研究相匹配的健康对照者和患者的年龄和性别，都会影响免疫系统。

”的研究是一个提出在试图跟踪我/生物学基础CFS的重要一步。”乔纳森教授爱德华兹



又进一步试图减少其他可能偏斜免疫档案。免疫系统具有日周期是敏感的应力，所以所有的血液样品在两小时中午和一个普通的轻度应激后拉（必要的病人的文件！）

。对照组也配合季节，感染（甚至是那些我们不知道但我们的免疫系统忙于）在冬季越来越普遍，以及通过区域，如感染

因地点而异。没有太大的区别的所有患者和对照者

，LED由何宁博士，分析细胞因子-小信使分子，在调节免疫系统中发挥核心作用。因为细胞因子是免疫系统的一个窗口，ME / CFS的研究都集中在他们之前，和许多较小的研究也发现患者异常的细胞因子水平

。但细胞因子有许多不同的口味在免疫系统中执行不同的角色，很少有一致性，这些以往的研究哪些类型的细胞因子水平之间有不寻常的。一般来说，细胞因子与炎症组高，但一些研究发现在所有

没有差异。目前的研究认为，细胞因子是关键的免疫标记和认为和实验室方法诊断标准的变化可能导致的变化。所以他们看更多不同种类的细胞因子比大多数以前的研究- 51 -他们希望大严谨的研究将提供一个清晰的画面。

没有-至少不是一。一些炎性细胞因子较低的患者比对照组，与前两个研究和直觉。但总的来说，似乎没有大量发生，令研究人员。

细胞因子水平的变化反映了对方在短的和长的期限例。从研究表S6改性（点击图片）
细胞因子水平的变化反映了对方的短和长时间的病人。从研究表S6权限修改（点击图片进入原创）
然而，当他们看到原始的数据更加紧密，霍尼格和她的同事们可以看到发生了什么事。

最队列研究是由病人已经病了很长时间，但是，霍尼格集团精心收录新病患者以及52名已经病了三年（平均20个月）和246例已不长（平均13年）。

当他们将患者分成两组，数据突然形成了鲜明的模式：细胞因子水平大多在短时间的患者，在长时间的。左边的图形

表明了这一点。

红色线表示，绿色线表示比对照组细胞因子水平较高较低。白色的线表示有两组之间无显著差异。

因为细胞因子互为镜像（例如，在短下长时间）他们倾向于相互抵消，在合并后的集团，这也解释了为什么没有看到当研究人员比较所有患者。

超过一半的51个因子进行短期和长期持续的患者显着性差异。

几这些差异可能是假阳性，但他们的大量让人模式。同时，11的细胞因子，统计表明，有1的机会在100000的假阳性或更少（即，P值为00001或更少。，公认的标准的意义。当05个或更少）

。“看来，ME / CFS患者的冲洗因子直到大约三年标记，在这一点上，免疫系统衰竭和细胞因子水平的下降表明……证据表明有疾病的不同阶段。”Dr.马迪霍尼格

怎么了？

做这些发现解释ME / CFS？没有。在这个阶段，他们更喜欢的线索。平均细胞因子之间的差异短期和长时间的病人是温和的，而且，其细胞因子水平异常不一定有严重症状的患者。异常的细胞因子的水平，那么，不能直接，症状的唯一原因。乔纳森教授爱德华兹解释

凤凰上升，免疫性疾病如类风湿性关节炎引发细胞因子的信号非常复杂的网络，但这很难判断这些信号造成的麻烦。事实上，你可以测量可能不引起麻烦的信号，但谈论它。

“这项研究是说假如你听免疫系统的门，你可以听到一些策划犯罪内，但你不知道哪些人说是要出去把它”，他说。





麻烦的地方？

霍尼格同意细胞因子的模式可能是一个问题的另一种免疫系统的一部分，也许作为一个具有特定的免疫细胞问题的后果。各免疫细胞分泌多种细胞因子，这样一种类型的免疫细胞的问题可能会影响到许多细胞因子的水平。

有趣的是，一个线索指向B细胞，免疫细胞的靶向药物利妥昔单抗（已显示出治疗CFS的早期临床试验中的承诺）。持续时间短的患者有较少的细胞因子称为CD40L是发展的正确功能的B细胞

除了临界，在持续时间短的患者CD40L摆脱其他细胞因子水平的变化，向上或向下的其余步骤。在健康对照组和持续时间长的患者，另一方面，他们密切相关。

另一种可能性是，什么最重要的问题是大脑中的细胞因子水平，这异常的细胞因子的水平在血液中的这项研究是一个更大的问题有回音。因为患者能有如此惊人的认知问题，大脑一直在我怀疑/ CFS。霍尼格和他的同事们对脑脊液中炎性细胞因子的新文（沐浴的大脑）快出来。

病毒逃逸？

这项研究的一个最引人注目的发现是，炎性细胞因子γ-干扰素水平区分持续时间短持续时间长的患者是至关重要的。持续时间短的患者始终有γ-干扰素水平比持续时间长的患者更高（虽然不是很高）

。该协会的力量可以通过数字量化，称为“比值比，“在这种情况下，是一个惊人的100 -通常超过3被认为是非常令人兴奋的。

增加细胞因子的水平，可能是一个“肇事逃逸”病毒结果
增加细胞因子的水平，可能是一个”打了就跑”病毒
结果作者认为干扰素γ增加与病毒触发一致（或破坏免疫调节网络），当然，许多患者报告的病毒样疾病引发的疾病。然而，到目前为止，从同一患者血液中搜索还发现感染的迹象。

霍尼格认为肇事逃逸的情况是可能的，在病毒感染的人是失败的，但由于某种原因，免疫系统仍然停留在一个大齿轮。这是可能的，在三年的标记，免疫系统变得枯竭，导致长期病患者细胞因子水平的降低。

发现这里的持续时间较短的患者升高的细胞因子不同于著名的达博后感染的研究，发现细胞因子水平正常的ME / CFS初始急性病后，不同的是目前很难解释。

但其他研究发现，例如细胞因子和持续的疲劳之间的联系，研究人员发现，高水平的