Schlüsselmechanismen der abnormalen T-Zell-Aktivierung und -Differenzierung bei IgG4-bedingten Augenerkrankungen

Bei der Immunglobulin-G4-bedingten Erkrankung (IgG4-RD) handelt es sich um eine neu definierte immunvermittelte chronische Entzündungserkrankung mit Fibrose, die durch eine lymphoplasmazytische Infiltration gekennzeichnet ist, die überwiegend aus IgG4+-Plasmazellen besteht, zusammen mit storiformer Fibrose, obliterativer Venenentzündung und eosinophiler Infiltration. Zu den häufigsten klinischen Manifestationen von IgG4-RD gehören deutlich erhöhte Serum-IgG4-Spiegel und raumforderungsartige Läsionen, die nahezu jeden Teil des Körpers betreffen können und zu einer Kompression und irreversiblen Schädigung der betroffenen Organe und des umliegenden Gewebes führen, was möglicherweise zu Organversagen führen kann. Obwohl Berichten zufolge die Prävalenz von IgG4-RD zwischen (0,28 und 1,08)/100.000 liegt, könnte die tatsächliche Prävalenz aufgrund der neueren Definition, des begrenzten Bewusstseins bei Klinikern und Patienten und des schleichenden Ausbruchs höher sein.

Bei einer Immunglobulin-G4-bedingten Augenkrankheit (IgG4-ROD) handelt es sich um masseartige IgG4-RD-Läsionen, die die Tränendrüse, die extraokularen Muskeln, den Nervus supraorbitalis, den Nervus infraorbitalis und andere Augenhöhlenstrukturen betreffen und zu Augenhöhlenläsionen führen. Unter diesen ist die Beteiligung der Tränendrüse am häufigsten und äußert sich in einer schmerzlosen, einseitigen oder beidseitigen Schwellung, manchmal begleitet von einem Fremdkörpergefühl oder Augenbeschwerden. Eine Beteiligung der extraokularen Muskulatur kann sich in einer Muskelvergrößerung äußern und in schweren Fällen zu Proptose, verschwommenem Sehen und Diplopie führen. Orbitale Raumforderungen können auch den Sehnerv komprimieren und zu einem irreversiblen Sehverlust führen. Während es derzeit keine Heilung für IgG4-ROD gibt, werden Glukokortikoide als Erstbehandlung zur Kontrolle von Entzündungen und Fibrose eingesetzt, die mit den raumforderungsartigen Läsionen einhergehen. IgG4-ROD ist anfällig für Rückfälle, und obwohl es keine spezifischen Studien zur Rückfallrate gibt, haben verschiedene Studien Rückfallraten von IgG4-RD-Patienten während der Nachbeobachtung berichtet, die zwischen 24 % und 63 % lagen. Die genaue Ätiologie und Pathogenese von IgG4-ROD bleibt unklar, und eine weitere Aufklärung dieser Aspekte würde die Identifizierung neuer therapeutischer Ziele erleichtern, die Rückfallraten senken und möglicherweise eine Heilung erreichen.

Mehrere Studien zu verschiedenen Formen von IgG4-RD legen nahe, dass T-Zellen eine entscheidende Rolle bei der Pathogenese von IgG4-RD, einschließlich IgG4-ROD, spielen. Erstens stellen CD4+-T-Zellen die Mehrheit der infiltrierenden Lymphozyten in den Läsionen von IgG4-RD dar. Diese CD4+-T-Zellen induzieren durch Zytokinsekretion die B-Zell-Proliferation und den Klassenwechsel und tragen zur Gewebefibrose bei. Darüber hinaus weisen IgG4-RD-Patienten, die mit Rituximab behandelt werden, hohe Rückfallraten auf, wobei sich die B-Zell-Klone nach dem Rückfall anders vermehren als vor der Behandlung. Diese Beweise unterstützen nachdrücklich die zentrale Rolle von T-Zellen bei IgG4-RD. Unter den T-Zell-Subpopulationen, die an der IgG4-RD-Pathogenese beteiligt sind, sind follikuläre T-Helferzellen (Tfh) und CD4+-zytotoxische T-Lymphozyten (CD4+-CTLs) besonders hervorzuheben. Tfh-Zellen fördern die Bildung ektopischer Keimzentren und den Wechsel der B-Zellklasse zu IgG4+-Plasmazellen durch die IL-21-Sekretion, während CD4+-CTLs durch die Sekretion von TGF-β, IL-1β und IFN-γ zur Gewebefibrose beitragen. Die Mechanismen, die einer abnormalen T-Zell-Aktivierung und -Differenzierung sowohl bei IgG4-ROD als auch bei anderen IgG4-RD zugrunde liegen, sind jedoch nach wie vor kaum verstanden.

Diese Studie zielt darauf ab, die Schlüsselwege zu untersuchen, die an der abnormalen T-Zell-Aktivierung und -Differenzierung bei IgG4-ROD beteiligt sind, indem eine Reihe von In-vitro-Experimenten mit chirurgischen Gewebeproben, peripherem Blut und Tränenflüssigkeit von Patienten mit IgG4-ROD durchgeführt wird. Zu diesen Experimenten gehören RNA-Sequenzierung (RNA-Seq), Enzymimmunoassays (ELISA) und In-vitro-Zell-Kokultur. Das Ziel besteht darin, kritische Pfade in der Pathogenese von IgG4-ROD zu identifizieren und ihre Rolle im Krankheitsprozess zu klären, um neue therapeutische Ziele zur Reduzierung der Rezidivrate von IgG4-ROD bereitzustellen. Diese Forschung könnte auch Einblicke in die Mechanismen und die Behandlung anderer IgG4-bedingter Krankheiten bieten.

Studienpopulation

An dieser Studie sind Patienten aus der Abteilung für Augenheilkunde des Dritten Krankenhauses der Peking-Universität beteiligt, darunter Tränendrüsengewebeproben von IgG4-ROD-Patienten (Versuchsgruppe) und Patienten mit Tränendrüsen-Ptosis, die sich einer chirurgischen Neupositionierung unterziehen (Kontrollgruppe). Die Einschluss- und Ausschlusskriterien lauten wie folgt:

Einschlusskriterien

Versuchsgruppe: IgG4-ROD-Patienten mit Tränendrüsenbeteiligung, diagnostiziert auf der Grundlage japanischer Kriterien für IgG4-ROD und IgG4-RD aus den Jahren 2014 und 2020:

Klinische und bildgebende Merkmale: charakteristische diffuse oder lokalisierte Schwellung oder Knotenbildung der Tränendrüsen.

Serologische Diagnose: Erhöhte Serum-IgG4-Konzentration (>135 mg/dl).

Histopathologische Diagnose (erfüllt 2 der 3 folgenden Kriterien):

Dichte lymphoplasmatische Infiltration mit Fibrose. IgG4+-Plasmazellen/IgG+-Plasmazellen-Verhältnis >40 % und >10 IgG4+-Plasmazellen pro Hochleistungsfeld.

Charakteristische Fibrose, insbesondere storiforme Fibrose oder obliterative Venenentzündung.

Kontrollgruppe: Patienten mit Tränendrüsen-Ptosis, bestätigt durch Pathologie und klinische/bildgebende Merkmale, die eine chirurgische Neupositionierung erfordern.

Ausschlusskriterien

Vorliegen anderer Autoimmunerkrankungen wie Sjögren-Syndrom, systemischer Lupus erythematodes oder rheumatoide Arthritis.

Pathologie der Tränendrüse, die auf andere Augenhöhlenerkrankungen wie MALT-Lymphom oder entzündlichen Pseudotumor hinweist.

Weitere Ausschlusskriterien sind psychische Störungen, bösartige Erkrankungen oder andere Erkrankungen, die für die Teilnahme an der Studie als ungeeignet erachtet werden.

Studienmethoden

Erfassung klinischer Informationen Patientendaten, Krankengeschichte und notwendige diagnostische Testergebnisse (z. B. Bildgebung, Serum-IgG-Spiegel) werden aufgezeichnet. Zu den Augenuntersuchungen gehören unter anderem Sehschärfe, Augeninnendruck, Ocular Surface Disease Index (OSDI), Hornhaut-Fluorescein-Färbung (CFS), Tränenfilm-Aufreißzeit (FBUT) und Schirmer-Test.

Probenentnahme Tränenflüssigkeit (ca. 15 µL pro Auge) wird mit einem Kapillarröhrchen gesammelt und bei -80 °C gelagert. Ein Teil (50–100 mg) des resezierten Tränendrüsengewebes ist für diese Studie reserviert, während der Rest für die pathologische Analyse verwendet wird. Zur Vorbereitung peripherer mononukleärer Blutzellen (PBMCs) werden Blutproben (ca. 10 ml) entnommen.

Massen-RNA-Seq-Analyse von Tränendrüsengewebe Die Gesamt-RNA wird mithilfe der Trizol-Methode aus Tränendrüsengewebe extrahiert, gefolgt von einer RNA-Qualitätsbewertung mit einem Agilent-Bioanalysator. Mithilfe der Illumina-Technologie wird eine cDNA-Bibliothek erstellt und sequenziert. Die Datenverarbeitung umfasst Qualitätskontrolle mit fastp, Alignment mit HISAT2 und Quantifizierung der Genexpression mit featureCounts. Eine differenzielle Expressionsanalyse wird mit DESeq2 durchgeführt und eine Gene Set Enrichment Analysis (GSEA) wird durchgeführt. Die Zusammensetzung der Immunzellen im Gewebe wird mit xCell und CIBERSORTx analysiert.

Enzyme-linked Immunosorbent Assay (ELISA) ELISA wird verwendet, um die in den RNA-Seq-Ergebnissen identifizierten Schlüsselpfade zu analysieren, wobei spezifische Kits gemäß den Anweisungen des Herstellers verwendet werden.

In-vitro-Co-Kultur-Experimente Ein In-vitro-Co-Kultursystem von IgG4-ROD-Tränendrüsenzellen und PBMCs von Patienten wird eingerichtet, um die Immunmikroumgebung der Tränendrüse zu simulieren. Basierend auf RNA-Seq- und ELISA-Ergebnissen werden gezielte Eingriffe in dieses System durchgeführt. Als Indikator dienen die IgG4/IgG1-Verhältnisse im Überstand, wobei höhere Werte auf stärkere pathogene Effekte hinweisen.