《Frontiers in Immunology》:CyTOF analysis of immune characteristics in cSLE: belimumab treatment and refractory cases
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本综述通过高维质谱流式细胞技术(CyTOF),深入剖析了贝利尤单抗(Belimumab)治疗儿童系统性红斑狼疮(cSLE)过程中的免疫细胞动态变化,并揭示了难治性病例(SLE-SR)独特的免疫特征。研究发现,贝利尤单抗主要减少过渡期和初始B细胞,同时下调与自身免疫相关的年龄相关B细胞(ABCs)。难治性病例中浆细胞和浆母细胞持续存在,提示其与疾病耐药相关。研究进一步发现B细胞上CD38表达与疾病活动度正相关,而CD73表达在疾病缓解期上调并呈负相关,为CD38靶向治疗和CD73介导的腺苷通路调控提供了新的研究视角。
引言
系统性红斑狼疮(SLE)是一种累及多器官的慢性自身免疫性疾病。儿童期发病的系统性红斑狼疮(cSLE)通常病情更重、复发率更高。尽管传统免疫抑制剂治疗取得进展,部分患者仍发展为严重难治性SLE。贝利尤单抗是一种靶向B淋巴细胞刺激因子(BLyS)的生物制剂,但其对cSLE患者免疫系统的具体影响尚不完全清楚。本研究旨在利用CyTOF技术分析贝利尤单抗治疗前后cSLE患者的免疫表型变化,并描绘难治性cSLE的免疫特征。
材料与方法
研究纳入15名cSLE患儿进行纵向随访,在基线(SLE-T0)、贝利尤单抗治疗前(SLE-T1)和治疗后3个月(SLE-T4)进行临床评估和外周血采样。另纳入3名严重难治性SLE(SLE-SR)患儿作为独立描述性参照。采用CyTOF对外周血单个核细胞(PBMCs)进行高维免疫表型分析,使用t-SNE降维可视化和PhenoGraph算法进行无监督聚类,比较不同时间点及组间免疫细胞亚群比例和表面标志物表达的差异。
结果
临床特征与免疫细胞全景
贝利尤单抗联合常规治疗3个月后,cSLE患者SLEDAI-2K评分显著下降,补体水平恢复正常,泼尼松剂量大幅减少。CyTOF分析显示,治疗后总体B细胞频率显著降低,而其他主要免疫细胞谱系(T细胞、髓系细胞等)无显著变化。
B细胞深度分析
B细胞可进一步分为初始B细胞、幼稚B细胞、过渡2B细胞、转换记忆B细胞(Switched MB)、非转换记忆B细胞(Unswitched MB)和浆细胞等亚群。贝利尤单抗治疗后,初始B细胞和过渡2B细胞比例显著下降,而转换记忆B细胞比例相对增加。无监督再聚类识别出22个B细胞簇,其中对应于初始B细胞(C14)和过渡B细胞(C15)的簇比例下降,而多个对应于转换记忆B细胞的簇(C09, C10, C16)比例上升。值得注意的是,一个表达CD19+CD20+CD21loT-bethiCD11chiHLA-DRhi的簇(C15,即年龄相关B细胞ABCs)也显著减少。
T细胞及其他细胞亚群分析
T细胞分析未发现治疗前后主要亚群(如活化CD4 T细胞、初始CD4 T细胞、效应CD4 T细胞、中央记忆CD4 T细胞、调节性T细胞(Tregs)、Th1细胞、CD8 T细胞各亚群等)比例有显著变化。髓系和固有免疫细胞群同样未见显著差异。
CD38与CD73表达谱及相关性分析
CD38在浆母细胞中表达最高,其次为嗜碱性粒细胞、NK细胞和浆样树突状细胞(pDCs)。治疗后,B细胞和CD8+T细胞上的CD38表达显著降低,其中B细胞CD38表达与抗dsDNA抗体水平呈正相关。CD73则在B细胞上选择性高表达,治疗后表达上调,且其表达水平与SLEDAI评分、IgG水平和血沉(ESR)呈负相关。
难治性SLE免疫特征
与治疗组相比,SLE-SR患者总体B细胞频率相对降低,但浆细胞比例显著增高。B细胞亚群分析显示初始B细胞减少,浆细胞和转换记忆B细胞增加。再聚类分析发现浆母细胞(C19: CD19loCD38hiCD27+HLA-DRhi)和浆细胞(C20: CD19loCD38hiCD138+HLA-DRhi)在SLE-SR中扩增。T细胞分析发现SLE-SR患者初始CD4+T细胞减少,Th1细胞相对增加,并存在一个扩增的细胞毒性Th1样CD4+T细胞亚簇(C09: CD3+CD4+T-bet+Granzyme B+Fas+DNAM1+)。CD38在SLE-SR的B细胞上表达有升高趋势,而CD73表达水平介于高疾病活动的SLE-T1和低疾病活动的SLE-T4之间。
讨论
本研究证实贝利尤单抗联合常规治疗可诱导cSLE患者显著的B细胞免疫调节,主要表现为靶向减少BLyS信号依赖的初始B细胞和过渡B细胞,并意外地减少了与自身免疫相关的ABCs。难治性cSLE中浆细胞和浆母细胞的持续存在提示其对传统治疗不敏感,可能是导致疾病难治的关键因素。CD38在浆细胞等高活性B细胞上的高表达及其与疾病活动的相关性,使其成为难治性SLE的潜在治疗靶点,CD38靶向药物(如达雷妥尤单抗)已显示出初步潜力。CD73表达与疾病活动度负相关,提示CD73介导的腺苷通路可能在SLE免疫调节中发挥保护性作用。此外,在难治性病例中发现的细胞毒性Th1样CD4+T细胞亚群扩展,为理解SLE发病机制提供了新视角。
研究局限性包括样本量较小,特别是SLE-SR队列;患者异质性可能影响免疫表型;CyTOF为观察性研究,无法推断因果关系。结论仍需更大规模队列验证。
总之,本研究利用CyTOF深入描绘了cSLE的免疫景观,为贝利尤单抗的作用机制和难治性SLE的免疫基础提供了新见解,指出了CD38和CD73作为潜在治疗靶点的重要性。