应用系统免疫学寻找临床疗效的个性化生物标志物 (SYS-T-ACT)

研究摘要：应用系统免疫学寻找临床疗效的个性化生物标志物：预测来自患者静息 T 细胞的体内 T 细胞活化潜力。

简介 过敏症影响大多数发达国家 20% 以上的人口。 主要的过敏性疾病、过敏性鼻炎、哮喘、食物过敏和荨麻疹是慢性的，会导致严重的残疾，对个人和社会来说代价高昂（世界过敏组织 (WAO) 白皮书 2013）。 除了职业过敏，最常见的过敏是由食物、花粉、灰尘、霉菌、动物皮屑、昆虫叮咬、药物引起的……过敏现象是由于免疫系统对非过敏患者可以耐受的抗原反应加剧。

暴露于抗原后，幼稚 CD4+（分化簇 4）T 细胞可分化为不同的 T 辅助 (Th) 细胞亚群（Th1、Th2、Th9、Th17、Th22、Tfh），并诱导以不同特征为特征的抑制性调节性 T 细胞细胞因子表达模式、转录因子和其他表面标记，它们将协调对这些刺激的适应性和先天性免疫反应。 Th2 细胞是所有各种形式的免疫球蛋白 E (IgE) 相关过敏性疾病的核心参与者，因此被认为是维持过敏反应的最主要的 T 细胞亚群。 在抗原呈递细胞摄取和处理抗原后，CD4+ T 细胞极化为 Th2 表型，导致 Th2 细胞相关细胞因子的表达，例如白细胞介素 (IL)-4、-5、-9、-13、转换B 细胞对 IgE 产生的反应（致敏或早期阶段）。 过敏原特异性 IgE 与先天免疫细胞（包括嗜碱性粒细胞和肥大细胞）的高亲和力受体 (FcεRI) 结合，触发过敏介质（细胞因子、趋化因子、组胺、肝素、血清素和蛋白酶）的释放，负责炎症细胞募集和过敏反应症状（效应或晚期）。 识别在过敏患者的静息和活化 Th2 细胞中表达的基因网络将有助于区分预测对过敏原的免疫耐受性的候选基因。

过敏是涉及许多细胞亚群的疾病。 具体的反应性和对临床表现的贡献是密切相关的，尚未完全破译。 细胞免疫系统不同参与者之间的相互作用因共生肠道菌群（也称为微生物群）的存在而进一步复杂化。 肠道微生物群部分处于免疫系统的监督之下，微生物群组成的失调或变化，例如由于儿童时期服用抗生素和/或不同的饮食习惯，可能会影响适应性和先天免疫功能。 对接受免疫治疗的人类宿主的肠道微生物群进行表征可能对描述微生物群与适应性免疫系统之间的相互作用具有很高的兴趣。

尽管缓解日常过敏症状的药物有了实质性改进，但仍有一部分患者出现无法控制的严重症状。 对于这些患者，严格避免过敏原和保持紧急药物触手可及是迄今为止最好的建议，而过敏症患者的生活负担最终会通过影响公共卫生成本而导致社会心理、健康、职业和经济问题。 在这些情况下，改善生活质量的最佳可行解决方案是应用免疫治疗方法来诱导过敏原耐受。

过敏原特异性免疫疗法 (AIT) 已经实施了 100 多年，并通过增加引起过敏原的剂量直至达到维持剂量来实现持续无反应。 跨越不同持续时间的免疫治疗方案（从超快方案的数小时到常规方案的数周或数月）被应用于治疗食物、花粉、宠物皮屑和昆虫叮咬过敏。 脱敏发生在连续的步骤中，例如肥大细胞和嗜碱性粒细胞的早期脱敏，T 细胞和 B 细胞对调节表型的反应偏斜，过敏原特异性抗体同种型的调节以及嗜酸性粒细胞，嗜碱性粒细胞和肥大细胞的迁移和介质释放的抑制细胞。

然而，关于在免疫治疗开始时发生的非常早期的事件仍然存在疑问，如仓促或常规方案中的机制是否不同。 免疫治疗结果可能与发生在不同细胞亚群中的事件有关，并且仍然非常需要鉴定用于耐受性诱导的预测性生物标志物。

为此，将应用系统生物学。 系统生物学旨在收集有关复杂生物系统的信息（例如，转录组学数据），并应用计算工具来更好地理解和预测这些系统是否以及在何种程度上会对扰动做出反应。 基于“组学”数据，系统生物学比侧重于分离的候选基因或信号通路的方法更全面地描述了 AIT 过程中发生的细胞事件。 这种系统方法允许构建和推断使用基于假设的方法无法确定的预测基因表达网络。

研究项目的基本原理：

人类个体在免疫刺激后在先天性和适应性免疫反应方面表现出很大差异。 然而，关于哪些分子子网络以及如何定量控制免疫反应潜力知之甚少。 到目前为止，还没有建立疫苗接种或抗原特异性免疫疗法对过敏的临床疗效的预测性生物标志物。 目前的提议是一项初步研究，以确定感兴趣的候选者，其作为生物标志物的预测价值将在涉及更大患者群体和适当对照的进一步研究中进行评估。

研究人员假设，成功的 AIT 中细胞刺激的早期分子事件与先天（自然杀伤 (NK) 细胞、先天淋巴样细胞）和适应性（T 和 B 细胞）免疫细胞的调节性免疫反应特征相关。 在这方面，过敏患者静息（AIT 前）Th2 细胞的特征和 AIT 过程中该人群发生的早期变化最终可以预测治疗结果。

该项目的目的是开发一种系统生物学策略，以定量预测接受过敏原脱敏治疗的过敏患者静息 Th2 细胞中活化的 Th2（T 辅助细胞 2 型）细胞的反应潜力。 研究人员计划在整个 AIT 过程中分析其细胞在不同时间点的转录组，并推断基因表达网络，这将使我们能够确定 AIT 反应性和免疫耐受诱导的关键预后因素。 与 Th2 细胞平行，研究人员将研究 NK 细胞的作用和亚群，因为这些亚群在过敏中的作用在很大程度上仍然未知。 此外，由于已知肠道微生物群与免疫系统相关并相互作用，研究人员将抓住机会收集接受 AIT 的患者的微生物群样本，以评估脱敏过程中可能发生的变化。 这项研究的完成将使我们能够 i) 确定可能最终用于预测治疗结果或根据患者特征改进和调整治疗的潜在生物标志物 ii) 监测暴露于脱敏程序的患者的 NK 细胞发生的变化， iii) 研究过敏患者的肠道微生物群并探索潜在的微生物群预测生物标志物（在 IBBL 进行的部分研究）。 这项研究是一项概念验证研究，旨在启动未来更大的队列研究，因为新生物标志物/特征的发现可能会开辟新途径，以了解与免疫失调相关的其他疾病以及需要诱导耐受性的其他疾病，例如自身免疫疾病、移植排斥反应等。

方法：

将参加这项研究的患者是来自 CHL 免疫过敏科的过敏患者，他们无论如何都会因医学原因接受常规抗原特异性免疫治疗。 这些免疫治疗方案已经由 CHL 的经验丰富的专家建立和使用，并且不会为了本研究项目的目的而修改。 如果符合 AIT 条件的患者同意参与我们的研究项目，研究者将在治疗过程中采集血液和粪便样本。 根据要治疗的过敏症，有两种常规脱敏方案：超速方案用于昆虫叮咬脱敏，而常规方案用于花粉脱敏。 招募没有临床过敏史的对照组。 血液和粪便样本的采集时间与过敏患者的采集时间相同。