CAR-T細(xì)胞治療在系統(tǒng)性紅斑狼瘡中介導(dǎo)B細(xì)胞的選擇性清除并抑制干擾素特征
2024-08-15 點(diǎn)擊量：611
系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus, SLE)傳統(tǒng)靶向治療方法，比如利用抗體清除B細(xì)胞或阻斷干擾素(interferon, IFN)信號(hào)傳導(dǎo)的方式，在臨床上效果不一。近年來(lái)，CAR T細(xì)胞在治療自身免疫性疾病中顯示出獨(dú)特的優(yōu)越性。2024年5月，在《JCI insight》雜志發(fā)布的一篇題為 “Selective CAR-T cell mediated B cell depletion suppresses interferon signature in SLE” 的文章里，研究人員結(jié)合單細(xì)胞RNA測(cè)序(scRNAseq)和T/B細(xì)胞受體譜分析，對(duì)給予CD19 CAR T細(xì)胞療法的SLE患者體內(nèi)免疫應(yīng)答細(xì)胞和分子變化進(jìn)行了詳細(xì)表征，旨在通過(guò)解析其機(jī)制來(lái)發(fā)現(xiàn)新的治療靶點(diǎn)和策略。
系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)是一種典型的自身免疫性疾病，其特征為慢性炎癥及隨之而來(lái)的多器官漸進(jìn)性炎癥相關(guān)組織損傷，包括腎臟、關(guān)節(jié)和皮膚等。SLE患者體內(nèi)存在針對(duì)普遍存在的核抗原(例如雙鏈DNA和組蛋白)的自身抗體，這使全身免疫耐受被破壞。B細(xì)胞在SLE的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮著核心作用，它們不僅是產(chǎn)生自身抗體的漿母細(xì)胞和漿細(xì)胞的前體，而且以自反應(yīng)性記憶B細(xì)胞的形式構(gòu)成了致病性免疫記憶的基礎(chǔ)。SLE另一個(gè)顯著特點(diǎn)是患者體內(nèi)存在增強(qiáng)的I型IFN特征，表現(xiàn)為外周血單個(gè)核細(xì)胞(PBMCs)中多種IFN誘導(dǎo)基因的表達(dá)增加，這表明IFN在SLE的發(fā)展中起著關(guān)鍵作用。與此一致，一些導(dǎo)致I型IFN生成增多的遺傳疾病，或是使用重組I型IFN治療本身，都可能引發(fā)類似SLE的病理表現(xiàn)。因此，I型IFN受體阻斷療法可有效治療部分SLE患者。這些發(fā)現(xiàn)引發(fā)了人們思考關(guān)于I型IFN的細(xì)胞來(lái)源、作用靶點(diǎn)以及最終促進(jìn)IFN生成和B細(xì)胞活化的觸發(fā)因素和一系列因果事件的重要問(wèn)題。之前B細(xì)胞清除療法治療SLE患者的臨床試驗(yàn)結(jié)果不一，其部分原因是針對(duì)B細(xì)胞的CD20抗體對(duì)組織內(nèi)B細(xì)胞的清除效率不高。CD19 CAR T細(xì)胞作為一種新興的治療手段，在B細(xì)胞淋巴瘤和B細(xì)胞白血病的治療中展現(xiàn)出優(yōu)于抗體介導(dǎo)的B細(xì)胞清除的療效，也能在SLE患者及B細(xì)胞介導(dǎo)的其他類型自身免疫病患者中實(shí)現(xiàn)B細(xì)胞的深度清除，這種方法甚至幫助這些患者實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期且無(wú)需藥物維持的緩解狀態(tài)。因此，研究CD19 CAR T細(xì)胞介導(dǎo)的B細(xì)胞消除在SLE患者中的分子及細(xì)胞效應(yīng)，有助于更好地理解B細(xì)胞在SLE發(fā)病機(jī)制中的作用，以此作為反向轉(zhuǎn)化研究的一部分。該文中，7例SLE患者接受了CD19 CAR T細(xì)胞治療。研究人員對(duì)他們治療前后(pre&post)的PBMCs進(jìn)行了scRNAseq分析。此分析在B細(xì)胞經(jīng)初始清除后，新生(de-novo)B細(xì)胞重新出現(xiàn)(had repopulated)在外周血的階段進(jìn)行。通過(guò)監(jiān)測(cè)患者外周血中B細(xì)胞的數(shù)量，研究人員觀察到個(gè)體患者在接受CD19 CAR T細(xì)胞治療后的9至28周內(nèi)，B細(xì)胞出現(xiàn)了重置(repopulation)。除了初期B細(xì)胞的清除，當(dāng)新生B細(xì)胞重新在外周血出現(xiàn)時(shí)，CD19 CAR T細(xì)胞療法并沒(méi)有引起T細(xì)胞和單核細(xì)胞基本組成的重大變化(圖1B)。為了理解由一劑CD19 CAR-T細(xì)胞清除B細(xì)胞引起的持續(xù)分子后果，研究人員對(duì)總PBMCs的基因表達(dá)變化進(jìn)行了通路富集(pathway enrichment)分析。IFN信號(hào)總體上顯著降低，尤其是I型IFN(α/β)信號(hào)；一大組IFN誘導(dǎo)基因(如IRF7或ISG15)的表達(dá)顯著減少，這些基因在CD19 CAR T細(xì)胞治療前主要在SLE患者的單核細(xì)胞和T細(xì)胞亞群中表達(dá)(圖1F和圖1G)。圖1：SLE患者中PBMCs的scRNAseq分析
接著，研究人員對(duì)SLE患者外周血中單個(gè)T細(xì)胞亞群的分子特征進(jìn)行了更細(xì)致的分析，結(jié)果顯示，在CD19 CAR T細(xì)胞療法后，CD4+和CD8+ T細(xì)胞以及調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的比例并未發(fā)生重大變化(圖2B)。通過(guò)對(duì)T細(xì)胞數(shù)據(jù)集中的差異基因表達(dá)變化和通路富集分析，研究人員再一次確定了IFN信號(hào)通路作為首要調(diào)控通路，且在不同T細(xì)胞亞群中，多種IFN誘導(dǎo)基因在CD19 CAR T細(xì)胞療法后出現(xiàn)了下調(diào)(圖2F)。T細(xì)胞受體(TCR)庫(kù)分析結(jié)果顯示，CD19 CAR-T細(xì)胞療法并未影響TCR庫(kù)，治療前后TCR-β鏈的表達(dá)保持分布穩(wěn)定(圖2G)。此外，研究人員利用CDR3序列估算出的TCRα和TCRβ鏈的生成概率在CD19 CAR T細(xì)胞療法前后并無(wú)差異(圖2G)，這說(shuō)明T細(xì)胞庫(kù)經(jīng)過(guò)這種治療后保持不變。在B細(xì)胞重建后獲得的數(shù)據(jù)集中，研究人員未能檢測(cè)到CAR T細(xì)胞。圖2：CD19 CAR T細(xì)胞介導(dǎo)的T細(xì)胞特征及TCR庫(kù)變化
最后，研究人員分析了B細(xì)胞重建后B細(xì)胞基因表達(dá)譜和B細(xì)胞庫(kù)的變化。這種方法揭示了記憶B細(xì)胞顯著減少，同時(shí)過(guò)渡及過(guò)渡/不成熟B細(xì)胞出現(xiàn)擴(kuò)增(圖3B)。與B細(xì)胞重建后處于早期或中期發(fā)育階段一致，CAR T細(xì)胞治療前后，諸如PLD4等基因在B細(xì)胞群體中的表達(dá)增強(qiáng)。通路富集分析相應(yīng)地表明，B細(xì)胞在CD19 CAR T細(xì)胞治療后重置的過(guò)程中通路發(fā)生變化，主要與B細(xì)胞受體(BCR)和FcγR信號(hào)相關(guān)(圖3E和圖3F)。
圖3：CD19 CAR-T細(xì)胞介導(dǎo)的B細(xì)胞特征變化
與B細(xì)胞亞群轉(zhuǎn)變及記憶B細(xì)胞減少相一致，表達(dá)IgG和IgA的B細(xì)胞幾乎消失，而表達(dá)IgM和IgD的B細(xì)胞克隆則出現(xiàn)擴(kuò)增(圖4A)。在CD19 CAR T細(xì)胞療法后重置的B細(xì)胞還顯示出當(dāng)前表達(dá)的免疫球蛋白鏈生成概率增加，與未成熟和未經(jīng)經(jīng)驗(yàn)的免疫球蛋白庫(kù)一致，與B細(xì)胞記憶庫(kù)的重置相吻合(圖4A)。此外，研究人員還識(shí)別出幾種擴(kuò)增的IgG和IgA表達(dá)克隆，這些克隆在CD19 CAR T細(xì)胞治療后消失了；而治療后擴(kuò)增的克隆則僅表達(dá)IgM或IgD(圖4B)。
圖4：CD19 CAR-T細(xì)胞介導(dǎo)的B細(xì)胞庫(kù)變化
之前研究顯示，接受CD19 CAR T細(xì)胞治療的SLE患者會(huì)經(jīng)歷深度的臨床和血清學(xué)反應(yīng)，進(jìn)入無(wú)藥物維持的緩解期時(shí)盡管B細(xì)胞已經(jīng)重置，但患者臨床疾病活動(dòng)指標(biāo)正?；陨砜贵w減少或消失，提示這些SLE患者自身免疫力發(fā)生了深刻重置。該文的研究方法使研究人員能夠研究CD19 CAR-T細(xì)胞清除B細(xì)胞對(duì)SLE患者免疫狀態(tài)的全局影響，并進(jìn)而理解B細(xì)胞(自)反應(yīng)性在SLE免疫病理機(jī)制中的確切作用。該文研究數(shù)據(jù)表明，基于CD19 CAR T細(xì)胞的療法可在不影響其他免疫細(xì)胞亞群組成或T細(xì)胞反應(yīng)本質(zhì)的情況下，選擇性地重置B細(xì)胞庫(kù)。單核細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞、T細(xì)胞亞群的整體組成以及TCR庫(kù)大體上保持不變，而B(niǎo)細(xì)胞亞群的分布、B細(xì)胞受體庫(kù)以及依賴于B細(xì)胞的免疫記憶發(fā)生了深遠(yuǎn)的變化。盡管研究人員不能從試驗(yàn)設(shè)計(jì)上排除CAR T細(xì)胞療法之前的淋巴細(xì)胞清除(使用氟達(dá)拉濱和環(huán)磷酰胺)作用，然而，選擇性B細(xì)胞重置反應(yīng)提示，治療效果主要與CD19 CAR T細(xì)胞的作用相關(guān)聯(lián)。重要的是，該研究顯示，CD19 CAR T細(xì)胞療法在清除IgG+和IgA+記憶B細(xì)胞方面高度有效，這些記憶B細(xì)胞即使在其他B細(xì)胞亞群隨CD19 CAR T細(xì)胞治療后重新出現(xiàn)的情況下，也未重新出現(xiàn)在外周血中。而在CD20抗體介導(dǎo)的B細(xì)胞清除治療后，記憶B細(xì)胞持續(xù)存在或重新出現(xiàn)，這與治療失效和疾病復(fù)發(fā)相關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)可解釋CAR T細(xì)胞療法的臨床效果。未來(lái)，直接評(píng)估不同B細(xì)胞清除策略(如CD19 CAR T細(xì)胞與抗CD20抗體)后重置B細(xì)胞的分子特征差異將至關(guān)重要。研究結(jié)果同時(shí)揭示了單核細(xì)胞和T細(xì)胞亞群轉(zhuǎn)錄特征的后續(xù)變化，表現(xiàn)為I型IFN信號(hào)顯著減少。這些發(fā)現(xiàn)明確指出了SLE中異常的B細(xì)胞反應(yīng)(直接或間接)觸發(fā)了SLE患者PBMCs中增強(qiáng)型IFN信號(hào)，表明I型IFN信號(hào)增強(qiáng)是自身反應(yīng)性B細(xì)胞活化增強(qiáng)的結(jié)果而非原因。值得注意的是，研究人員沒(méi)有觀察到SLE患者B細(xì)胞中I型IFNs表達(dá)的變化，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)B細(xì)胞或其他PBMC亞群在CD19 CAR T細(xì)胞療法前后IFN表達(dá)的差異，這提示，盡管B細(xì)胞是PBMCs中IFN信號(hào)的(直接或間接)觸發(fā)因素，它們本身并不是I型IFNs的直接來(lái)源。一個(gè)可能的解釋是，B細(xì)胞衍生的自身抗體和/或包含自身抗體的免疫復(fù)合物觸發(fā)了組織駐留免疫細(xì)胞中的IFN表達(dá)，繼而引發(fā)了SLE患者PBMCs中觀察到的IFN反應(yīng)。在SLE中產(chǎn)生I型IFNs的候選細(xì)胞包括不同的樹(shù)突狀細(xì)胞亞群，如漿細(xì)胞樣樹(shù)突狀細(xì)胞，以及組織巨噬細(xì)胞。綜上所述，該研究為結(jié)合和設(shè)計(jì)不同協(xié)同預(yù)防和治療策略提供了理論依據(jù)，例如阻斷IFN信號(hào)和B細(xì)胞清除，以便分別實(shí)現(xiàn)炎癥的有效和快速抑制以及自身免疫系統(tǒng)的重置。
參考文獻(xiàn)：
Wilhelm A, Chambers D, Müller F, Bozec A, Grieshaber-Bouyer R, Winkler T, Mougiakakos D, Mackensen A, Schett G, Kr?nke G. Selective CAR-T cell mediated B cell depletion suppresses interferon signature in SLE. JCI Insight. 2024 May 9:e179433. doi: 10.1172/jci.insight.179433. Epub ahead of print. PMID: 38722688.
