造血干细胞移植后B细胞受体的VDJ重组 (VReST)

目的与目标

体液免疫系统对于建立针对严重微生物感染的保护性反应至关重要。这是一种高度特异的反应，其中识别病原体表位的初始B细胞克隆被激活，进行克隆扩增，并分化为记忆B细胞和产生抗体的浆细胞。

反应的特定性依赖于VDJ重组，该过程产生初始B细胞克隆，每个克隆携带独特的B细胞受体，包含不同的可变区（V）、多样性区（D）和连接区（J）片段。尽管VDJ重组的过程已得到充分研究，但在自体或异体干细胞移植后，B细胞中的VDJ重组如何/是否受到影响尚不明确。此类知识可能有助于改进对需要干细胞移植以缓解多种血液系统疾病的易感患者群体进行再接种的策略。在此，我们将利用个体在血液干细胞移植前后的样本，以更好地定义VDJ重组及对疫苗抗原的克隆反应的影响。

背景

干细胞移植是一种过程，其中患者体内的大部分/全部造血细胞被清除，并由源自“自身”（自体）或MHC匹配供体的新干细胞替代。成功的干细胞移植后，新的健康造血细胞将出现。术后，对多种疫苗可预防疾病的免疫力会丧失或严重受损，使患者面临风险。

移植后，患者根据既定的疫苗接种计划接种多种传染病疫苗。这为研究免疫系统“重置”情况下的VDJ重组提供了机会——比较和对比术前情况以及自体与异体移植之间的差异。

基于欧洲白血病感染会议（ECIL）的建议，对造血干细胞移植患者实施标准化疫苗接种计划。建议所有患者接种针对肺炎球菌感染、荚膜流感嗜血杆菌、破伤风、白喉、脊髓灰质炎、百日咳、COVID-19和流感的疫苗。根据患者偏好，可考虑进一步接种其他疫苗。

B细胞对体液免疫反应至关重要，因为它们特异性响应抗原，然后分化为产生抗体的浆细胞和记忆B细胞。如果体液免疫系统存在缺陷或使用B细胞耗竭药物（如抗CD20抗体）治疗后，对严重传染病的易感性清楚地说明了这一点对抵御原发感染的重要性。此外，免疫记忆的产生保护我们免受同一病原体的再次感染。这种反应的关键在于初始B细胞克隆的B细胞受体（BCR）的抗原特异性。

BCR包含具有特定特异性的免疫球蛋白重链和轻链。特异性由VDJ重组产生，其中众多V、D和J片段中的一个组合成重链的VDJ区，众多V和J片段中的一个组合成轻链。这些组合确保每个新生的初始B细胞克隆具有独特识别表位的能力。产生的多样性确保免疫系统能够克隆性地响应几乎任何遇到的异源病原体。因此，通过B细胞的BCR测序，可以准确确定哪些V、D或J片段被随机重组以识别特定抗原。T细胞在胸腺成熟后经历类似的VDJ重组过程。

干细胞移植后，与供体相比，T细胞受体β链的VJ片段以相对对称但复杂性降低的方式发展。这可能解释了为什么B细胞在移植后可能表现出减少的T细胞依赖性体细胞超突变。然而，目前尚不清楚自体干细胞移植或异体供体移植后是否会出现类似的B细胞克隆群。由于干细胞移植患者接受疫苗接种，这将使我们能够密切研究免疫系统“重置”前后抗原特异性VDJ重组的过程，并将其与疫苗接种后的抗原特异性反应联系起来。我们假设这将揭示移植性质如何/是否影响下游VDJ重组并导致免疫识别能力或模式改变的更多信息。

此外，研究表明，衰老期间体液免疫反应受损可能依赖于影响T细胞区室中Bcl6和CD39表达的外在而非内在因素。来自年龄变化的异体供体样本的潜在可获得性将允许在人体中验证这些结果。

项目描述

研究结构

这是一项观察性队列研究，跟踪干细胞移植后的患者，检查按照临床实践中实施的标准化既定疫苗接种计划进行的B细胞发育。在韦斯特博滕当前版本的疫苗接种计划中，包括针对肺炎球菌、流感嗜血杆菌、COVID-19、破伤风、白喉、脊髓灰质炎和百日咳的疫苗接种。麻疹、腮腺炎和风疹疫苗接种可在移植后24个月进行免疫力测试阴性后给予。

采样

i. 在开始免疫抑制药物治疗前采样

ii. 在入院进行干细胞移植时采样

iii. 在移植后直至24个月的每个疫苗接种时间点前采样

iv. 在异体移植中，如有相关供体，则采样一次

血液样本分析

B细胞表征和VDJ测序

B细胞的抗原特异性鉴定：我们将使用既定方法检测抗原特异性B细胞。简而言之，将利用生物素和荧光染料标记的SARS-CoV-2蛋白或甲型流感血凝素蛋白，通过流式细胞术确定疫苗特异性CD19+ CD20+ B细胞。我们将重点关注已发生胸腺依赖性B细胞反应（CD27+IgD-）的细胞，并对其激活标记物（如DAF和CD71）进行表型分析。

为检查移植前后的VDJ库，我们将主要依赖批量测序，但可能对样本进行单细胞测序以揭示重链和轻链配对是否受移植影响。我们还旨在剖析B细胞中的转录模式，以揭示在干细胞移植后主动预测B记忆细胞或浆母细胞有效建立的特定模式或分子。对于转录模式，我们将进行10x Chromium单细胞基因表达分析，以提供多达10,000个疫苗特异性B记忆细胞的单细胞转录组。通过表型和转录组数据的组合分析，我们将能够识别预测干细胞移植后“可增强”免疫记忆稳健建立的生物标志物或基因表达模式。