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隨著免疫治療的廣泛應(yīng)用，如今免疫治療帶來的副作用即“免疫相關(guān)不良事件”受到了越來越多的關(guān)注。因此小編今天就和大家分享一篇今年11月剛剛發(fā)表在JCI Insight（IF：9.484）雜志上，關(guān)于研究免疫治療誘導(dǎo)結(jié)腸炎機制的文章。文章重點關(guān)注免疫相關(guān)不良事件中的結(jié)腸炎，通過分析樣本免疫組成差異，對結(jié)腸炎發(fā)生發(fā)展的機制進行了分析。
Distinct pretreatment innate immune landscape and posttreatment T cell responses underlie immunotherapy- induced colitis
免疫治療前獨特的先天免疫景觀和治療后的T細胞反應(yīng)是免疫治療誘導(dǎo)結(jié)腸炎的基礎(chǔ)
一．文章背景
如今，針對免疫檢查點CTLA-4, PD-1及其配體PD-L1的免疫治療已經(jīng)成為了許多癌癥晚期患者的首選治療方案。不過由于免疫治療經(jīng)常會導(dǎo)致正常組織的免疫異常激活，因此免疫治療也會造成免疫相關(guān)不良事件（irAEs）的發(fā)生。所以irAEs是免疫治療的主要障礙，而且目前irAEs的免疫學機制及其與抗腫瘤反應(yīng)的關(guān)系仍然不清楚。
二．文章摘要
該研究對抗CTLA -4和抗PD-1聯(lián)合治療所誘導(dǎo)的全身和組織特異性免疫變化進行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)生中重度結(jié)腸炎患者的免疫組成發(fā)生了明顯的變化。研究也對發(fā)生結(jié)腸炎患者與未發(fā)生結(jié)腸炎患者進行了對比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)生結(jié)腸炎患者的單核細胞比例顯著增加。此外，研究也在發(fā)生結(jié)腸炎的患者中觀察到免疫治療后T細胞的全身擴張顯著增加?？傊撗芯堪l(fā)現(xiàn)先天免疫與T細胞對聯(lián)合免疫治療的過度反應(yīng)共同促進了易感者結(jié)腸炎的發(fā)生。
三．文章的主要內(nèi)容及結(jié)果
1. 研究的總體流程
文章首先對研究的樣本及主要實驗進行了介紹。研究納入了37例接受聯(lián)合免疫治療的轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者，其中19名患者在治療期間出現(xiàn)中重度結(jié)腸炎，18名患者沒有出現(xiàn)結(jié)腸炎或其他明顯毒性癥狀。研究采集了這些患者在基線時（baseline；T0，預(yù)處理時）和結(jié)腸炎時（T1，或非結(jié)腸炎組的匹配時間點）的外周血單個核細胞（PBMC）進行了大規(guī)模細胞術(shù)分析（CyTOF），用以確定免疫組成和治療誘導(dǎo)的變化。此外，研究也對26例結(jié)腸活檢標本進行了mIHC （multiplex IHC）檢測。
2. 先天免疫景觀與免疫治療誘導(dǎo)的結(jié)腸炎相關(guān)
這一部分作者分析了免疫治療前患者的免疫狀況對結(jié)腸炎發(fā)展的影響。研究對治療前和治療期間患者的PBMC進行了CyTOF多參數(shù)分析，并將樣本分為4組:基線無結(jié)腸炎（no-colT0）、治療無結(jié)腸炎（no-colT1）、基線結(jié)腸炎（colT0）和治療結(jié)腸炎（colT1）。研究首先基于無監(jiān)督聚類生成了40個metaclusters，其中包括先天免疫群體和適應(yīng)性免疫群體（圖1A，B）。接著作者為了識別4組患者的免疫景觀是否不同，進行了主成分分析（PCA）和置換多元方差分析（PERMANOVA）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)生結(jié)腸炎患者的免疫景觀具有顯著的差異，并且這種差異在治療期間更加明顯（圖1C）。此外作者為了確定基線的差異是否與結(jié)腸炎相關(guān)，作者將T細胞與其他免疫群體進行分離，對免疫景觀進行了更深層次的免疫表型分析，使用無監(jiān)督聚類生成另外40個T細胞和先天免疫細胞的metaclusters。同樣的基于這些聚類的PCA和PERMANOVA也發(fā)現(xiàn)發(fā)生結(jié)腸炎的患者和未出現(xiàn)結(jié)腸炎癥狀患者的基線先天性免疫細胞組成有顯著差異（圖1,D和E）。進一步，研究僅對T細胞群進行該分析時則無顯著差異（圖1,F和G）。接下來作者對這些結(jié)果進行驗證也發(fā)現(xiàn)，發(fā)生結(jié)腸炎患者與未發(fā)生結(jié)腸炎患者之間多個先天細胞群確實存在顯著差異（圖2），其中最顯著的是CD14+單核細胞（圖2B），而T細胞總數(shù)則無顯著差異（圖2A和B）?？傊?，這些結(jié)果表明先天免疫細胞組成，特別是單核細胞亞群，對免疫治療誘導(dǎo)結(jié)腸炎的發(fā)展至關(guān)重要。
3. 多種系統(tǒng)性的免疫變化與聯(lián)合治療有關(guān)
這一部分作者試圖確定哪些免疫變化與聯(lián)合免疫治療相關(guān)。為此，作者比較了基線時的免疫景觀與治療時的免疫景觀，結(jié)果使用無監(jiān)督聚類（圖3A）和手動門控策略（manual gating strategies）（圖3B）觀察到免疫治療誘導(dǎo)的變化在結(jié)腸炎和非結(jié)腸炎隊列中都很明顯。這些變化包括先天群體和T細胞的變化，且T細胞的變化更為主要（圖3A和B）。此外，研究也發(fā)這些變化不是結(jié)腸炎患者所特有的（圖3C）。進一步，研究也觀察到治療相關(guān)的T細胞變化包括T細胞擴增（圖3D）。其中增殖性CD8+ T細胞的顯著擴增僅存在于發(fā)生結(jié)腸炎的患者中，這表明它可能參與結(jié)腸炎的發(fā)生（圖3D）。接下來，作者比較了結(jié)腸炎和非結(jié)腸炎患者在治療期間的免疫景觀，發(fā)現(xiàn)免疫治療誘導(dǎo)的失衡與結(jié)腸炎有關(guān)（圖3A和B）。這些結(jié)果共同證明了聯(lián)合免疫治療會引起全身變化，其中包括增殖性T細胞的擴張。
4. 結(jié)腸區(qū)域可見廣泛的單核細胞浸潤
接下來，作者研究了結(jié)腸內(nèi)哪些免疫群體與結(jié)腸炎期間的免疫相關(guān)。研究為了探索免疫細胞招募如何促進結(jié)腸炎的發(fā)展，分析了來自同一患者的內(nèi)窺鏡下定義的炎癥區(qū)域和正常區(qū)域的活檢樣本（圖4A和C）。作者通過這兩個區(qū)域的常規(guī)組織病理學分析（圖4B）觀察到炎癥和非炎癥活檢之間存在顯著差異。此外，mIHC染色也表明與健康對照組相比，結(jié)腸炎癥區(qū)和非炎癥區(qū)單核細胞浸潤增加（圖4D），提示整個結(jié)腸可能都發(fā)生單核細胞浸潤。此外，mIHC還顯示，在結(jié)腸炎患者的結(jié)腸炎癥區(qū)和非炎癥區(qū)，CD16+細胞總數(shù)以及CD16+巨噬細胞均顯著增加（圖4D），這表明浸潤的單核細胞可能已分化為CD16+巨噬細胞。這些結(jié)果清楚地表明整個結(jié)腸都存在單核細胞浸潤。
5. T細胞在臨床上展示出明顯結(jié)腸炎病變的患者內(nèi)擴增
在這一部分，作者對T細胞在結(jié)腸炎中的作用進行了研究。作者根據(jù)mIHC結(jié)果觀察到患者臨床表現(xiàn)為明顯結(jié)腸炎的結(jié)腸區(qū)域內(nèi)有大量T細胞聚集，但非炎癥區(qū)域沒有，這表明T細胞的擴張是特定于炎癥組織的（圖5），且這種T細胞的增加主要是CD8+ T細胞（圖5A），且擴增的CD8+ T細胞主要為細胞毒性T細胞（圖5A-D）。接下來為了確定CD8+ T細胞的擴增是由于主動招募還是局部擴增，作者檢測了組織中的組織駐留標記CD103。結(jié)果發(fā)現(xiàn)與非炎癥區(qū)域或健康對照組相比，結(jié)腸炎癥區(qū)域內(nèi)CD103+ CD8+和CD103 - CD8+群體均顯著增加（圖5D）。
6. 聯(lián)合治療相關(guān)結(jié)腸炎與腫瘤應(yīng)答無關(guān)
文章最后一部分，作者對促進結(jié)腸炎發(fā)展的聯(lián)合免疫治療相關(guān)變化進行了分析。作者對包括應(yīng)答者和無應(yīng)答者的隊列進行了分析，并對對免疫譜進行了PCA和PERMANOVA分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)應(yīng)答狀態(tài)并不能完全區(qū)分各組（圖6A）。接著作者分別在基線和治療中對有應(yīng)答者和無應(yīng)答者進行了分析，這些患者有的發(fā)生結(jié)腸炎，有的沒有發(fā)生結(jié)腸炎。結(jié)果觀察到一些變化與結(jié)腸炎有關(guān)，而與反應(yīng)狀態(tài)無關(guān)。接下來作者重點關(guān)注先天免疫特征，觀察到結(jié)腸炎患者中的HLA-DR+CD14+CD16 -細胞擴增，且在應(yīng)答者中更顯著（圖6B）。此外，作者在配對樣本結(jié)腸炎期間的血液中單核細胞的數(shù)量與結(jié)腸中單核細胞的數(shù)量間存在顯著相關(guān)性（圖6C）。接下來，研究分析了T細胞在應(yīng)答過程中的作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)生結(jié)腸炎并對治療有反應(yīng)的患者與未發(fā)生結(jié)腸炎的患者相比，血液中增殖性CD8+ T細胞的擴增沒有顯著差異（圖6F）。同樣，在發(fā)生嚴重結(jié)腸炎的應(yīng)答者和無應(yīng)答者之間，CD8+ T細胞也沒有差異（圖6D）。此外，全身T效應(yīng)記憶（TEM）細胞和非駐留CD8+ T細胞也在結(jié)腸內(nèi)沒有相關(guān)性（圖6E）。進一步作者在發(fā)生嚴重結(jié)腸炎的應(yīng)答者和無應(yīng)答者中也觀察到增殖性CD4+ T細胞的擴增，這表明這種擴增與應(yīng)答狀態(tài)無關(guān)（圖6G）。
到這里這篇文章的主要內(nèi)容就介紹完了，文章關(guān)注免疫相關(guān)不良事件中的結(jié)腸炎，通過分析免疫治療前以及免疫治療后患者的免疫組成差異，對免疫治療誘導(dǎo)的結(jié)腸炎的機制進行了探索。文章干濕結(jié)合，簡單易懂，所用的實驗及統(tǒng)計學方法都比較經(jīng)典，但是有理有據(jù)邏輯清晰，十分值得對免疫相關(guān)不良事件感興趣的小伙伴們參考學習。
