조혈모세포 이식 후 B-세포 수용체의 VDJ 재조합 (VReST)

목적 및 목표

체액성 면역 시스템은 심각한 미생물 감염에 대한 보호 반응을 형성하는 데 중요합니다. 이는 매우 특이적인 반응으로, 병원체의 에피토프를 인식하는 나이브 B 세포 클론이 활성화되어 클론적으로 증식하고 기억 B 세포와 항체 생성 형질 세포로 분화합니다.

이 반응의 특이성은 각각 고유한 가변(V), 다양성(D), 및 연결(J) 부위를 지닌 뚜렷한 B 세포 수용체를 가진 나이브 B 세포 클론을 생성하는 VDJ 재조합에 의존합니다. VDJ 재조합 과정은 잘 연구되었지만, 자가 또는 동종 조혈모세포 이식 후 B 세포에서 VDJ 재조합이 어떻게/영향을 받는지는 잘 알려져 있지 않습니다. 이러한 지식은 다양한 혈액학적 장애를 완화하기 위해 조혈모세포 이식이 필요한 취약한 환자 그룹을 재접종하는 전략을 개선할 수 있습니다. 여기서 우리는 조혈모세포 이식 전후 개인의 샘플을 활용하여 VDJ 재조합 및 백신 항원에 대한 클론 반응에 미치는 영향을 더 잘 정의할 것입니다.

배경

조혈모세포 이식은 환자의 대부분/모든 조혈 세포를 제거하고 "자신"(자가) 또는 MHC 일치 기증자에서 유래한 새로운 조혈모세포로 대체하는 절차입니다. 성공적인 조혈모세포 이식 후, 새롭고 건강한 조혈 세포가 생겨납니다. 이 절차 후에는 여러 백신으로 예방 가능한 질병에 대한 면역력이 상실되거나 심각하게 손상되어 환자를 위험에 빠뜨립니다.

이식 후 환자는 확립된 백신 일정에 따라 여러 감염성 질병에 대해 예방접종을 받습니다. 이는 면역 시스템이 "재설정"된 상황에서 VDJ 재조합을 연구할 기회를 제공합니다—절차 전 상황과 자가 및 동종 이식 간의 차이를 비교하고 대조할 수 있습니다.

유럽 백혈병 감염 회의(ECIL)의 권고에 기반한 표준화된 예방접종 일정이 조혈모세포 이식 환자에게 시행됩니다. 폐렴구균 감염, 캡슐화된 헤모필루스 인플루엔자, 파상풍, 디프테리아, 소아마비, 백일해, 코로나19 및 인플루엔자에 대한 예방접종이 모두 권장됩니다. 환자의 선호도에 따라 추가 예방접종이 고려될 수 있습니다.

B 세포는 항원에 특이적으로 반응한 후 항체 생성 형질 세포와 기억 B 세포로 분화하기 때문에 체액성 면역 반응에 중요합니다. 이것이 1차 감염에 대한 보호에 얼마나 중요한지는 체액성 면역 시스템에 결함이 있거나 항-CD20 항체와 같은 B 세포 감소 약물 치료 후 심각한 감염성 질병에 대한 취약성으로 쉽게 설명됩니다. 또한, 면역 기억의 생성은 동일한 병원체에 대한 재감염으로부터 우리를 보호합니다. 이 반응에 매우 중요한 것은 나이브 B 세포 클론의 B 세포 수용체(BCR)의 항원 특이성입니다.

BCR은 뚜렷한 특이성을 가진 면역글로불린 중쇄와 경쇄로 구성됩니다. 이 특이성은 수많은 V, D, J 부위 중 하나가 중쇄의 VDJ 영역으로 결합되고, 수많은 V와 J 부위 중 하나가 경쇄로 결합되는 VDJ 재조합에 의해 생성됩니다. 이러한 조합은 새로 생겨나는 나이브 B 세포 클론 각각이 에피토프를 인식할 수 있는 뚜렷하고 고유한 능력을 가지도록 보장합니다. 생성되는 다양성은 면역 시스템이 접하는 거의 모든 외부 병원체에 클론적으로 반응할 수 있도록 합니다. 따라서 B 세포의 BCR 시퀀싱을 통해 특정 항원을 인식하기 위해 어떤 V, D 또는 J 부위가 무작위로 재조합되었는지 정확히 결정할 수 있습니다. T 세포는 흉선에서 성숙한 후 유사한 VDJ 재조합 과정을 겪습니다.

조혈모세포 이식 후, 베타 체인 T 세포 수용체의 VJ 부위는 기증자에 비해 상대적인 대칭성을 가지지만 복잡성이 감소된 상태로 발달합니다. 이는 이식 후 B 세포가 T 세포 의존성 체성 과돌연변이가 감소할 수 있는 이유를 설명할 수 있습니다. 그러나 자가 조혈모세포 이식이나 동종 기증자 이식 후 유사한 B 세포 클론 세트가 나타날지 여부는 잘 이해되지 않았습니다. 조혈모세포 이식 환자는 예방접종을 받기 때문에, 우리는 면역 시스템의 "재설정" 전후 항원 특이적 VDJ 재조합 과정을 면밀히 연구하고 이를 예방접종 후 항원 특이적 반응과 연결할 수 있을 것입니다. 우리는 이것이 이식의 성격이 다운스트림 VDJ 재조합에 어떻게/영향을 미치고 면역 인식의 변화된 능력이나 패턴으로 이어지는지에 대한 추가 정보를 밝혀줄 것이라고 가정합니다.

더욱이, 노화 과정에서 손상된 체액성 면역 반응이 Bcl6 및 CD39 발현에 영향을 미치는 T 세포 구획의 내재적 요인보다 외재적 요인에 의존할 수 있다는 것이 입증되었습니다. 연령 변이를 가진 동종 기증자의 샘플이 잠재적으로 이용 가능할 경우, 이러한 결과를 인간에서 잠재적으로 검증할 수 있을 것입니다.

프로젝트 설명

연구 구조

이것은 조혈모세포 이식 후 환자를 추적하는 관찰 코호트 연구로, 임상 실습의 일환으로 주어지는 표준화되고 확립된 백신 일정에 따른 B 세포 발달을 조사합니다. 베스테르보텐에서 현재 시행 중인 이 일정에는 폐렴구균, 헤모필루스 인플루엔자, 코로나19, 파상풍, 디프테리아, 소아마비 및 백일해에 대한 예방접종이 포함됩니다. 홍역, 유행성이하선염 및 풍진 예방접종은 이식 후 24개월에 음성 면역 검사 후 투여될 수 있습니다.

샘플링

i. 면역억제제 투여 시작 전 샘플링

ii. 조혈모세포 이식을 위해 입원할 때 샘플링

iii. 이식 후 24개월까지 각 예방접종 시점 전 샘플링

iv. 동종 이식 시 관련 기증자 샘플링(가능한 경우, 한 번 샘플링)

혈액 샘플 분석

B 세포 특성 분석 및 VDJ 시퀀싱

B 세포의 항원 특이적 식별; 우리는 확립된 방법론을 사용하여 항원 특이적 B 세포를 검출할 것입니다. 간단히 말해, 비오틴 및 형광색소 표지된 SARS-CoV-2 단백질 또는 인플루엔자 A형 혈구응집소 단백질을 활용하여 유세포 분석을 통해 백신 특이적 CD19+ CD20+ B 세포를 결정할 것입니다. 우리는 흉선 의존적 B 세포 반응을 겪은 세포(CD27+IgD-)에 초점을 맞추고 DAF 및 CD71와 같은 활성화 표지자에 대해 표현형을 분석할 것입니다.

이식 전후 VDJ 레퍼토리를 조사하기 위해, 우리는 주로 벌크 시퀀싱에 의존하지만 중쇄와 경쇄의 쌍 형성이 이식에 의해 영향을 받는지 밝히기 위해 샘플을 단일 세포 시퀀싱에 적용할 수 있습니다. 우리는 또한 B 세포의 전사 패턴을 분석하여 조혈모세포 이식 후 Bmem 또는 형질모세포의 효율적인 확립을 능동적으로 예측하는 특정 패턴이나 분자를 밝히는 것을 목표로 합니다. 전사 패턴을 위해, 우리는 10x Chromium 단일 세포 유전자 발현 분석을 수행하여 최대 10,000개의 백신 특이적 Bmem 세포로부터 단일 세포 전사체를 제공할 것입니다. 표현형 및 전사체 데이터의 조합 분석을 통해, 우리는 조혈모세포 이식 후 "부스트 가능한" 면역 기억의 견고한 확립을 예측하는 바이오마커나 유전자 발현 패턴을 식별할 수 있을 것입니다.