システム免疫学を臨床効果のパーソナライズされたバイオマーカーの検索に適用する (SYS-T-ACT)

研究の概要: システム免疫学を臨床効果のパーソナライズされたバイオマーカーの検索に適用する: 患者の休止 T 細胞からの in vivo での T 細胞活性化の可能性の予測。

はじめに ほとんどの先進国の人口の 20% 以上がアレルギーに罹患しています。 主なアレルギー疾患であるアレルギー性鼻炎、喘息、食物アレルギー、蕁麻疹は慢性であり、重大な身体障害を引き起こし、個人と社会の両方に多大な損害を与えます (世界アレルギー機構 (WAO) ホワイトブック 2013)。 職業上のアレルギーに加えて、最も一般的なアレルギーは、食物、花粉、ほこり、カビ、動物のふけ、虫刺され、薬によって引き起こされます.アレルギー現象は、非アレルギー患者が許容する抗原に対する免疫系の反応の悪化によるものです.

抗原への曝露後、ナイーブ CD4+ (分化クラスター 4) T 細胞は、T ヘルパー (Th) 細胞 (Th1、Th2、Th9、Th17、Th22、Tfh) の異なるサブセットに分化し、異なる特徴を持つ抑制性制御性 T 細胞を誘導することができます。サイトカインの発現パターン、転写因子、およびその他の表面マーカーであり、これらの刺激に対する適応免疫応答および自然免疫応答を調整します。 Th2 細胞は、さまざまな形態の免疫グロブリン E (IgE) 関連アレルギー疾患のすべてにおいて中心的な役割を果たしているため、アレルギー反応を維持する最も優勢な T 細胞サブセットと見なされています。 抗原提示細胞による抗原の取り込みとプロセシングにより、CD4+ T 細胞は Th2 表現型に極性化され、インターロイキン (IL)-4、-5、-9、-13、スイッチングなどの Th2 細胞関連サイトカインの発現につながります。 IgE 産生に対する B 細胞応答 (感作または初期段階)。 アレルゲン特異的 IgE は、好塩基球やマスト細胞を含む自然免疫細胞の高親和性受容体 (FcεRI) に結合し、アナフィラキシー誘発性メディエーター (サイトカイン、ケモカイン、ヒスタミン、ヘパリン、セロトニン、プロテアーゼ) の放出を引き起こし、炎症細胞動員とアレルギー反応を引き起こします。症状（エフェクターまたは後期）。 アレルギー患者の休止期および活性化された Th2 細胞で発現する遺伝子のネットワークを特定することは、アレルゲンに対する免疫寛容を予測する遺伝子候補を識別するのに役立ちます。

アレルギーは、多くの細胞サブセットが関与する疾患です。 臨床像に対する特定の反応性と寄与は密接に相互に依存しており、まだ完全には解明されていません。 細胞性免疫系のさまざまな関係者間の相互作用は、微生物叢とも呼ばれる共生腸内細菌叢の存在によってさらに複雑になります。 腸内微生物叢は部分的に免疫系の監視下にあり、例えば小児期の抗生物質の摂取および/または異なる食習慣による微生物叢の調節不全または組成の変化は、適応免疫機能および自然免疫機能に影響を与える可能性があります。 免疫療法を受けているヒト宿主の腸内微生物叢の特徴付けは、微生物叢と適応免疫系の間の相互作用を描写するために非常に興味深いかもしれません。

日々のアレルギー症状を緩和する薬物療法が大幅に改善されているにもかかわらず、一部の患者は依然として制御不能な重度の症状を経験しています。 これらの患者にとって、アレルゲンを厳密に回避し、緊急治療薬を手の届くところに保つことがこれまでのところ最善の推奨事項であり、アレルギーとともに生活することの負担は、最終的には公衆衛生のコストに影響を与えることにより、心理社会的、健康的、職業的および経済的問題をもたらします. このような場合、生活の質を改善するための最善かつ実行可能な解決策は、免疫療法のアプローチを適用してアレルゲン耐性を誘導することです。

アレルゲン特異的免疫療法 (AIT) は 100 年以上実施されており、原因となるアレルゲンの投与量を増加させて維持量に達するまで投与することにより、持続的な無反応を達成しています。 食品、花粉、ペットのふけ、虫刺されによるアレルギーの治療には、さまざまな期間にわたる免疫療法プロトコル (超緊急プロトコルの数時間から、従来のプロトコルの数週間または数か月まで) が適用されます。 脱感作は、マスト細胞と好塩基球の非常に早期の脱感作、制御表現型への T 細胞と B 細胞応答のゆがみ、アレルゲン特異的抗体アイソタイプの調節、好酸球、好塩基球、マストの遊走とメディエーター放出の阻害などの一連のステップで行われます。細胞。

しかし、免疫療法の開始時に発生する非常に初期のイベントについては、ラッシュまたは従来のプロトコルでメカニズムが異なるかどうかについて疑問が残ります. 免疫療法の結果は、さまざまな細胞サブセットで発生するイベントに関連している可能性があり、寛容誘導の予測バイオマーカーの同定は依然として非常に必要とされています。

そのために、システムバイオロジーが適用されます。 システム生物学は、複雑な生物学的システム (たとえば、トランスクリプトミクス データ) に関する情報を収集し、計算ツールを適用して、これらのシステムが摂動に反応するかどうか、およびどの程度反応するかをよりよく理解し、予測することを目的としています。 「オミクス」データに基づいて、システム生物学は、AIT の過程で発生する細胞イベントの全体像を、単離された遺伝子候補またはシグナル伝達経路に焦点を当てたアプローチよりも大きく提供します。 この体系的なアプローチにより、仮説ベースのアプローチでは決定できなかった予測遺伝子発現ネットワークの構築と推論が可能になります。

研究プロジェクトの根拠:

ヒト個体は、免疫刺激後の自然免疫応答と適応免疫応答の両方に大きな差異を示します。 ただし、どの分子サブネットワークが免疫応答の可能性を定量的に制御するかについてはほとんど知られていません。 これまで、アレルギーに対するワクチン接種または抗原特異的免疫療法の臨床的有効性を予測するバイオマーカーは確立されていません。 現在の提案は、関心のある候補を特定するためのパイロット研究であり、バイオマーカーとしての予測値は、より大きな患者グループと適切なコントロールを含むさらなる研究で評価されます。

研究者らは、成功した AIT における細胞刺激の初期の分子イベントが、自然免疫 (ナチュラル キラー (NK) 細胞、自然リンパ系細胞) および適応 (T および B 細胞) 免疫細胞の調節免疫応答シグネチャと相関するという仮説を立てています。 この点で、アレルギー患者の休止中（AIT前）のTh2細胞の特徴と、AITの過程でこの集団に発生する初期の変化は、最終的に治療結果を予測できます。

このプロジェクトの目的は、アレルゲン脱感作治療を受けているアレルギー患者の休止状態の Th2 細胞から、活性化された Th2 (T ヘルパー 2 型) 細胞の応答能力を定量的に予測するためのシステム生物学戦略を開発することです。 研究者らは、AIT の過程を通じてさまざまな時点で細胞のトランスクリプトームを分析し、遺伝子発現のネットワークを推測することを計画しています。これにより、AIT 応答性と免疫寛容誘導の重要な予後因子を決定できるようになります。 アレルギーにおけるこれらのサブセットの役割はまだほとんど知られていないため、Th2 細胞と並行して、研究者は NK 細胞の役割と亜集団を研究します。 さらに、腸内微生物叢は免疫系と関連し、相互作用していることが知られているため、研究者はこの機会を利用して、AIT を受けている患者の微生物叢サンプルを収集し、脱感作中に発生する可能性のある変化を評価します。 この研究の完了により、i) 治療結果を予測するため、または患者の特徴に合わせて治療を改善および適応させるために最終的に使用される可能性のある潜在的なバイオマーカーを特定することができます。 iii) アレルギー患者の腸内微生物叢を研究し、潜在的な微生物叢予測バイオマーカーを探索する (IBBL で実施された研究の一部)。 この研究は、将来のより大きなコホートを開始するための概念実証研究として立っています。新しいバイオマーカー/機能の発見は、免疫調節不全に関連し、自己免疫などの寛容誘導が必要な他の障害を理解するための新しい道を開く可能性があるためです。病気、移植拒絶反応など。

方法論:

この研究に登録される患者は、CHL の免疫アレルギー科のアレルギー患者であり、いずれにせよ、医学的理由から通常の抗原特異的免疫療法を受けます。 これらの免疫療法プロトコルは、CHL の経験豊富な専門家によって既に確立され使用されており、この研究プロジェクトの目的のために変更されることはありません。 AITの対象となる患者が私たちの研究プロジェクトに参加することに同意した場合、研究者は治療中に血液と便のサンプルを収集します. 治療するアレルギーに応じて、通常の脱感作プロトコルが 2 つあります。昆虫刺傷脱感作にはウルトラ ラッシュ プロトコルが実行され、花粉脱感作には従来のプロトコルが使用されます。 アレルギーの病歴のない対照群が募集されます。 血液と便のサンプルは、アレルギー患者と同じ時間枠で収集されます。