Мультиомная характеристика педиатрических и взрослых пациентов, проходящих трансплантацию гемопоэтических стволовых клеток и передовые клеточные терапии

Аллогенная трансплантация гемопоэтических стволовых клеток (ТГСК) и передовые клеточные терапии, включая терапию Т-клетками с химерным антигенным рецептором (CAR-T), являются потенциально излечивающими методами лечения широкого спектра злокачественных и незлокачественных гематологических заболеваний как у детей, так и у взрослых пациентов. Показания включают острые и хронические лейкозы, лимфомы, миелодиспластические синдромы, синдромы недостаточности костного мозга, первичные иммунодефициты и некоторые наследственные заболевания. Несмотря на значительные успехи в режимах кондиционирования, подборе доноров, инженерии трансплантата и поддерживающей терапии, эти вмешательства по-прежнему связаны со значительной заболеваемостью и смертностью. Острая и хроническая реакция «трансплантат против хозяина» (РТПХ), тяжелые инфекционные осложнения, отсроченное восстановление иммунитета, рецидив, органные токсичности и нежелательные явления, связанные с лечением, продолжают представлять собой основные клинические проблемы. В контексте терапии CAR-T дополнительные токсичности, такие как синдром высвобождения цитокинов (СВЦ), нейротоксический синдром, ассоциированный с иммунными эффекторными клетками (ICANS), длительные цитопении и инфекции, еще больше осложняют ведение пациентов. Все больше данных свидетельствует о том, что кишечная микробиота играет центральную роль в модуляции иммунного гомеостаза и системных воспалительных реакций в условиях трансплантации. Кишечная микробиота представляет собой сложную и динамичную экосистему, которая взаимодействует с организмом хозяина через метаболические, иммунологические и эпителиальные пути. Разнообразное и сбалансированное микробное сообщество поддерживает целостность кишечного барьера, продуцирует иммуномодулирующие метаболиты, такие как короткоцепочечные жирные кислоты, и способствует регуляции врожденных и адаптивных иммунных ответов. Напротив, нарушение микробного разнообразия и чрезмерный рост оппортунистических или патогенных таксонов, состояние, обычно называемое дисбиозом, ассоциируется с повреждением эпителия, системным воспалением и иммунной дисрегуляцией. Наблюдательные исследования у взрослых реципиентов аллогенной ТГСК продемонстрировали, что снижение разнообразия микробиоты и доминирование определенных бактериальных таксонов коррелируют с повышенным риском острой РТПХ, инфекций кровотока, смертности, связанной с трансплантацией, и худшей общей выживаемостью. Некоторые комменсальные бактерии, по-видимому, оказывают защитное действие, потенциально за счет стимулирования дифференцировки регуляторных Т-клеток и поддержания функции слизистого барьера. Однако большинство доступных данных получены из когорт взрослых пациентов, а доказательства, специфичные для педиатрической популяции, остаются ограниченными. Дети существенно отличаются от взрослых в отношении развития микробиоты, созревания иммунной системы, воздействия факторов окружающей среды, факторов питания и предшествующего лечения. Кишечный микробиом динамично развивается в течение детства и подросткового возраста, что позволяет предположить, что взаимодействия микробиоты и организма хозяина у педиатрических реципиентов трансплантата могут следовать особым закономерностям. Таким образом, экстраполяция данных, полученных у взрослых, может быть недостаточной. Новые исследования также предполагают, что кишечная микробиота может влиять на эффективность и токсичность терапии CAR-T. Исходный состав микробиоты и воздействие антибиотиков до лимфодеплеции были ассоциированы с различной экспансией CAR-T-клеток, показателями ответа и частотой воспалительных токсичностей. Тем не менее, механистические представления остаются неполными, и взаимосвязь между микробной экологией, активацией иммунной системы хозяина и исходами лечения требует всестороннего изучения как у взрослых, так и у детей. Воздействие антибиотиков является одним из наиболее значимых факторов нарушения микробиоты в перитрансплантационный период. Антибиотики широкого спектра действия часто назначаются для профилактики или лечения подозреваемых или подтвержденных инфекций, особенно во время нейтропении. Хотя эти средства необходимы для контроля инфекций, они могут значительно снизить микробное разнообразие, уничтожить полезные комменсальные организмы и способствовать распространению резистентных патогенов. Появление полирезистентных микроорганизмов представляет дополнительную угрозу для пациентов с иммунодефицитом. Несколько исследований показали, что определенные классы антибиотиков и кумулятивное воздействие связаны с повышенным риском РТПХ и смертности, что подчеркивает важность рационального использования антибиотиков. Однако биологическое влияние схем назначения противомикробных препаратов на состав микробиоты, гены антимикробной резистентности и исходы трансплантации остается недостаточно изученным, особенно в педиатрической практике. Данное исследование разработано как проспективное, обсервационное, продольное исследование, интегрирующее мульти-омиксные анализы у детей и взрослых пациентов, которым проводится аллогенная ТГСК или передовые клеточные терапии, включая CAR-T. Исследование не изменяет стандартные терапевтические подходы; все виды лечения, режимы кондиционирования, источники трансплантата, продукты CAR-T и стратегии поддерживающей терапии проводятся в соответствии с институциональными стандартами и клиническими рекомендациями. Цель состоит в том, чтобы всесторонне охарактеризовать взаимодействия хозяина и микробиоты и выявить биологические сигнатуры, связанные с клинически значимыми исходами. Участники включаются в исследование до начала кондиционирования или лимфодеплеции и наблюдаются продольно на ранних и поздних посттерапевтических этапах. Клинические данные систематически собираются, включая демографические характеристики, основной диагноз, предшествующую терапию, интенсивность кондиционирования, тип донора, воздействие антимикробных препаратов, эпизоды инфекций, возникновение и тяжесть РТПХ, рецидив, параметры восстановления иммунитета, токсичности, связанные с CAR-T, и показатели выживаемости. Биологические образцы получают в заранее определенные моменты времени, включая исходный уровень и несколько интервалов после лечения, а также при возникновении клинически значимых событий, когда это возможно. Образцы стула собираются для оценки состава, разнообразия и функционального потенциала кишечной микробиоты с использованием методов, основанных на секвенировании, таких как секвенирование гена 16S рРНК и метагеномика дробовика. Эти анализы позволяют охарактеризовать таксономические профили, содержание микробных генов и детерминанты антимикробной резистентности. Образцы периферической крови получают для оценки субпопуляций иммунных клеток, профилей цитокинов, транскриптомных сигнатур и циркулирующих метаболитов. Метаболомные анализы исследуют как метаболиты хозяина, так и микробиоты, которые могут влиять на иммунную регуляцию и целостность эпителия. Основная цель исследования — выявить биомаркеры, происходящие из микробиоты и организма хозяина, связанные с ключевыми исходами после ТГСК и терапии CAR-T, включая РТПХ, тяжелые инфекции, колонизацию или инфекцию полирезистентными микроорганизмами, рецидив, смертность, не связанную с рецидивом, общую выживаемость и токсичности, связанные с лечением, такие как СВЦ и ICANS. Вторичные цели включают характеристику динамики микробиоты во времени, оценку влияния воздействия антибиотиков на разнообразие микробиоты и профили резистома, сравнение траекторий микробиоты у детей и взрослых, а также изучение взаимосвязей между особенностями микробиоты и восстановлением иммунитета или терапевтическим ответом. Для интеграции данных микробиома, транскриптомики, метаболомики и иммунофенотипирования с детальными клиническими переменными используются передовые биоинформатические и статистические методы. Многомерное моделирование и методы машинного обучения могут применяться для выявления предиктивных сигнатур и разработки моделей стратификации риска. Возрастно-стратифицированные анализы позволяют выявить специфичные для детей и взрослых паттерны взаимодействия хозяина и микробиоты. Исследование проводится в соответствии с этическими принципами и применимыми нормативными требованиями. Письменное информированное согласие получается от взрослых участников и от родителей или законных опекунов педиатрических участников, с согласия несовершеннолетних, когда это уместно. Забор биологических образцов по возможности координируется с рутинными клиническими процедурами, чтобы минимизировать дополнительную нагрузку. Все данные обезличены для обеспечения конфиденциальности.

Путем интеграции комплексного молекулярного профилирования с продольным клиническим наблюдением это исследование направлено на формирование глубокого понимания биологических детерминант исходов у реципиентов трансплантата и клеточной терапии. Выявление надежных биомаркеров и механистических путей может способствовать разработке персонализированных стратегий, учитывающих микробиоту, включая оптимизированное управление антимикробной терапией и будущие вмешательства, направленные на микробиоту, что в конечном итоге улучшит выживаемость и снизит осложнения, связанные с лечением, как в педиатрической, так и во взрослой популяциях.