周智广教授:T1DM免疫疗法的免疫特征与进化——变化无常还是固定不变?| ADA热评

编者按:1型糖尿病(T1DM)是一种自身免疫性疾病,虽然胰岛素的发现和使用改变了T1DM治疗,但并不能改变潜在的疾病或完全预防并发症。过去几十年,多种免疫疗法被评估用于干预和预防T1DM的β细胞进行性破坏,在最近举办的第84届美国糖尿病协会科学年会(ADA2024)上,多位研究者分享了其开展的有关免疫疗法的最新研究。本刊邀请中南大学湘雅二医院国家代谢性疾病临床医学研究中心周智广教授介绍相关研究,并解读其临床启示。


定义T1DM的内在型

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目的

探讨T1DM的异质性、内在型的存在及其在临床发病时对免疫治疗的可能差异反应。

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方法

研究共纳入566例TrialNet临床试验参与者(MMF-DZB,抗CD20;GAD-alum免疫疗法;CTLA4-Ig;卡那单抗;ATG-GCSF)。采用生物测定法,将参与者血清用于诱导健康单核细胞的转录,并采用无监督聚类分析来确定2个主要分组(Gp1和Gp2)。

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结果

对年龄<18岁的受试者进行比例分析发现,Gp1组年龄<14岁受试者的比例较高(P=0.03);此外,Gp1安慰剂组C肽下降速度更快(<-0.15,P=0.02)。转录组测序数据基因通路富集分析预测了Gp1的炎症偏向,并通过检测血浆IFNγ、TNFα和IL-6水平升高(P<0.01)和更高的记忆T细胞丰度得到证实。


当评估免疫治疗反应时,与安慰剂相比,Gp1抗CD20治疗者在发病后6、12和24个月表现出更高的平均C肽水平[meta-P:0.002 vs. 0.27(Gp2)],且基线刺激后C肽在发病后下降延迟更久(11.2个月 vs. 5.4个月)。相比之下,与安慰剂相比,Gp2 CTLA4-Ig治疗者在6、12、18和24个月时表现出更高的平均C肽水平[meta-P:2e-4 vs. 0.24(Gp1)],基线刺激后C肽下降延迟更久(8.7个月 vs. 5.8个月)。Gp1和Gp2都受益于ATG治疗,与安慰剂相比,分别显示出9.5个月和6.7个月的基线刺激后C肽下降延迟。转录组数据的加权基因共表达网络分析表明,在所有6项试验中均出现了不同程度的免疫调节,包括未显示总体疗效的试验。与该观察结果一致,与安慰剂相比,Gp2卡那单抗治疗者显示基线刺激后C肽下降延迟3.4个月。

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结论

上述研究支持存在两种T1DM内在型,它们具有不同的免疫表型和治疗反应性。


T1DM早期疾病进展中胰岛反应性CD4 T细胞的克隆扩增

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背景与目的

胰岛抗原反应性(IAR)T细胞在T1DM的胰岛β细胞破坏中起重要作用,并在T1DM诊断后克隆性扩增,提示体内抗原暴露。本研究旨在确定IAR CD4 T细胞克隆性扩增是否发生在T1DM发病之前,以及是否与疾病进展风险相关。

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方法

本研究纳入了前瞻性血液样本,采集自TrialNet研究中的预防试验和长期随访的胰岛自身抗体(Aab)阳性个体。样本来自于一个横断面队列,使用CD154活化试验从外周血单核细胞(PBMC)中分离出IAR CD4 T细胞,包括Aab阴性(n=6)、1个Aab阳性+>18岁(n=6)、1个Aab阳性+<14岁(n=3)和>1个Aab阳性(n=6),以上个体进展为T1DM的风险增加。通过单细胞RNA测序进行细胞分析以确定T细胞受体α/β对及完整转录谱。克隆扩增使用Circos图进行可视化,并进行Simpson多样性分析。使用Seurat v4无监督聚类和差异基因表达分析转录本概况。

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结果

与单一Aab阳性或Aab阴性组相比,IAR CD4 T细胞克隆扩增主要在>1个Aab阳性高危组中观察到。IAR CD4 T细胞转录谱基于从幼稚表型到效应记忆T细胞表型的分化状态形成簇,揭示了在>1个Aab阳性高危受试者中效应记忆T细胞的富集。

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结论

这些结果提示,IAR CD4 T细胞克隆性扩增和效应记忆细胞转录谱的富集可能伴随着多个Aab的出现和T1DM发生风险的增加。对从单个进展为多个Aab和T1DM发病受试者的随访研究将进一步验证和扩展这些发现,以确定IAR CD4 T细胞是否是疾病进展的生物标志物。


GAD65自身抗体对T1DM胰岛功能的致病作用

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背景与目的

T1DM的标志之一是出现针对胰岛细胞抗原的自身抗体,包括胰岛素和谷氨酸脱羧酶65kDa亚型(GAD65)。基于从T1DM患者中分离出的自身抗体未能成功诱导小鼠发生糖尿病,目前普遍认为自身抗体在T1DM的发病机制中没有作用。然而,小鼠β细胞缺乏GAD65的表达。通过检测从人类T1DM患者和GAD65Ab阳性受试者血液中提取的GAD65单克隆自身抗体(GAD65mAb)对大鼠和人类胰岛的影响,本研究重新探讨了自身抗体的致病作用。

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方法

之前研究的范式转换结果表明,GAD65mAb的一种独特型能够渗透并积聚在β细胞中,进而影响胰岛素分泌功能。在目前的研究中,研究者对GAD65mAb独特型(b78)对大鼠、小鼠和人类胰岛的作用进行了更详细的分析。

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结果

b78对综合应激反应(ISR)的抑制呈时间和浓度依赖性(半数最大效应<0.05 mg/ml,远低于血中IgG的生理水平),暴露后3天达到ISR最大降低(约40%);


b78对ISR的抑制与ATP生成的减少并行,这显然是由电子传递链中的一个步骤或氧化磷酸化介导的;

b78对胰岛没有毒性作用,因为它对ISR和ATP的影响在去除后4小时内是可逆的;

对胰岛的影响取决于GAD65的存在,因为未观察到对小鼠胰岛的影响;GAD65mAb对人和大鼠胰岛的作用相似;


对清醒大鼠腹腔注射b78后3天,在腹腔糖耐量试验中,葡萄糖水平升高。

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结论

与既往观点相反,GAD65自身抗体可以直接损害体外和体内胰岛的分泌功能,其机制似乎涉及到线粒体能量代谢的抑制。


已确诊T1DM患者的胰岛自身抗体日变化

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背景与目的

准确的胰岛自身抗体(Aab)检测对于T1DM及其高危患者的风险筛查、早期治疗和预防研究的资格评估至关重要。尽管Aab测量已经通过解决实验室检测差异而标准化,但这些测定在一天中不同时间的个体内差异尚未得到仔细评估。本研究旨在评估已确诊T1DM患者的Aab日变化程度。

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方法

10例年龄1~19岁的已确诊T1DM患者(平均年龄27岁)于09:00开始,每隔4小时采集6份血样。通过放射结合试验测定Aab滴度,并使用“Cosinor”法研究日间模式。

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结果

研究观察到受试者体内胰岛素Aab(IAA)滴度的每日差异(最大-最小),每日差异中位数为18 U,在同一个体中每日差异高达80 U。Aab滴度差异影响检测灵敏度,1例患者在09:00、13:00和21:00采集的样本中检测出IA-2 Aab阳性,但在其他3个时间检测均为阴性。IAA水平呈24小时单相余弦曲线(P=0.0028),峰值IAA滴度估计在04:08(95%CI:01:34~06:34)。锌转运蛋白8(ZnT8)Aab也按照这种模式变化(ZnT8RA:P=0.0057;ZnT8WA:P<0.0001),关于上午高峰的时间点,ZnT8RA在07:06(04:07~09:55),ZnT8WA在08:55(05:41~12:10)。方差分量分析表明,对于IAA、GADA和ZnT8WA而言,日采样时间比单独时间测定变异更大。

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结论

循环胰岛Aab滴度在24小时内变化显著,且Aab检测可能是时间依赖性的。初步研究表明,多个Aab高峰发生在早晨,因此早晨可能是一天中检测Aab的最佳时间。该研究仅反映了在已确诊T1DM患者中的变化,也应在其他T1DM人群中进行研究。在今后改进Aab检测的工作中,必须考虑日变化作为Aab变化的一个来源。


免疫检查点抑制剂相关糖尿病患者的胰腺不良事件和死亡率——一项10年随访研究

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背景与目的

免疫介导的胰腺损伤是免疫检查点抑制剂(ICI)的常见副作用,但目前缺乏关于ICI相关糖尿病(ICI-DM)患者胰腺不良事件(PAEs)的数据。

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方法

本研究收集了2014~2023年在罗切斯特梅奥诊所接受ICI-DM评估的31例受试者数据。PAEs被定义为ICI术后新发胰腺疾病(NOPD)或原有胰腺疾病(PPD)恶化,包括急性或慢性胰腺炎、胰腺囊肿和胰腺萎缩和/或脂肪替代。

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结果

将受试者分为两个队列:队列1有PAE(n=14)、队列2无PAE(n=17),详见表1。两组患者在年龄、BMI、PPD、帕博利珠单抗使用、类固醇使用、糖尿病发病或恶化时的HbA1c、随访时间和死亡率方面均无显著差异。队列1经历了16次PAEs;9例非PPD患者发生11例新发事件(NOPD),5例PPD患者发生PAEs。队列2中其他4例PPD患者均未发生PAEs。


表1. ICI-DM的人口统计学和胰腺不良事件

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结论

在单中心、合理规模的ICI-DM队列中,胰腺疾病被诱发或加重,但死亡率没有增加。需要对这一群体进一步研究。

专家点评

周智广 教授

中南大学湘雅二医院国家代谢性疾病临床医学研究中心

T1DM是在遗传背景与环境因素互相作用下引起免疫失衡所致胰岛β细胞特异性破坏的自身免疫性疾病。其发病机制尚不清楚,胰岛自身抗体的致病性悬而未决,胰岛抗体的日变化缺乏问津;T1DM的异质性与临床发病时的免疫治疗反应是精准医学的关键科学问题;日益增多使用的ICI致糖尿病对胰腺的不良影响缺乏了解。本届ADA大会的免疫学/β细胞替代分会场就上述问题有一组口头报告交流,十分精彩,现与大家分享。

编号92-OR

研究纳入566例T1DM免疫治疗临床试验参与者,采用生物测定法将其血清用于诱导健康单核细胞转录,进而通过聚类分析区分为两组。这两组患者的发病年龄组成、C肽对CD20单抗、CTLA4-Ig的治疗反应不同,而对ATG治疗均受益。研究支持存在两种T1DM内在型,它们具有不同的免疫表型和治疗反应性。这进一步说明T1DM的异质性和鉴定其内在型对指导免疫治疗选择的重要临床价值,是糖尿病精准医学研究的新范例。


编号93-OR

研究发现在多个胰岛自身抗体阳性的T1DM高危个体(T1DM亚临床期)中存在胰岛抗原反应性CD4 T细胞(IAR CD4 T)克隆性扩增及效应记忆T细胞的富集,这可能促进T1DM发病。关于IAR CD4 T细胞是否是疾病进展的生物标志物有待进一步在T1DM一级亲属队列中随访研究。鉴于IAR T细胞在胰岛β细胞特异性破坏中起重要作用,且提示体内抗原暴露,对其CD4/CD8 T细胞及Treg细胞研究,不仅有助于发病机制阐明,而且可能发现新的干预靶点。


编号94-OR

既往试验从T1DM患者分离的GAD65抗体,未能在小鼠中引发糖尿病,故长期认为自身抗体对T1DM的发病机制无作用。鉴于小鼠胰岛β细胞缺乏GAD65表达,该研究通过从T1DM患者和GAD65Ab阳性者血液中提取GAD65单克隆抗体(GAD65mAb),观察其对大鼠和人类胰岛的影响而重新探讨抗体的致病作用。经过系列实验证明,GAD65抗体可以直接损害胰岛分泌功能,且机制可能与线粒体能量代谢改变有关。令人深感巧合的是,笔者曾在多年前在国家自然科学基金资助下,采用T1DM患者GAD抗体灌注人胚胰岛,发现其葡萄糖刺激胰岛素分泌水平显著降低,结果提示该抗体的致病作用,惜当时未能深入探讨。基于目前的进展,抗体驱动T1DM发病的机制将成为新的研究方向。


编号95-OR

研究评估了确诊T1DM患者的胰岛自身抗体(IAA、GADA、ZnT8RA、ZnT8WA)的日变化程度。首次发现循环胰岛自身抗体滴度在一天24小时内变化显著,多个抗体的高峰滴度出现在早晨。鉴于准确的抗体检测对于T1DM发病预测、早期诊断、指导预防与免疫治疗及预后判定具有决定性作用,对于胰岛自身抗体日变化在T1DM亚临床期是否相似,其发生机制及对检测的影响,均值得深入研究并转化为临床实践。


编号96-OR

罗切斯特梅奥诊所对31例ICI-DM患者队列观察发现,胰腺疾病被诱发或加重,但无死亡率增加。鉴于ICI在肿瘤免疫治疗中应用日益广泛,且ICI-DM及其相关性疾病,尤其是其相关性自身免疫疾病日趋多见并加重损害,对上述问题的关注重视及预测预防研究亟待进行。


通过对上述5个口头报告的现场聆听和深入思考,倍感T1DM免疫学研究领域的进展变化:患者免疫表型及免疫治疗反应的差异性所定义的T1DM内在型的认识在拓展,IAR T细胞及GAD65mAb的致病作用被揭示,胰岛自身抗体滴度的日变化被发现,还有ICI-DM的胰腺不良影响等受重视;同时亦深刻体会到科学研究领域不变的真理,那就是永不停歇的求索与创新!

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