摘要
类风湿关节炎(Rheumatoid Arthritis,RA)是一种慢性自身免疫病,肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)在RA的炎症级联反应中发挥核心作用,靶向TNF治疗显著改善患者的临床结局。然而仍有约三分之一的RA患者在接受TNF抑制剂治疗一年内因疗效不足或不良反应而停药。这种治疗反应的异质性背后的免疫机制尚未明确。并且,目前研究对TNF抑制剂在适应性免疫与先天免疫系统细胞亚群中作用的相关研究仍较为有限。
因此,本研究旨在通过高维流式细胞术结合算法分析,对TNFR2-Fc融合蛋白治疗的RA患者进行前瞻性多时间点随访研究,系统分析患者免疫动态变化轨迹,鉴定了与治疗应答及耐药相关的关键免疫细胞亚群及应答与非应答患者免疫系统的重塑特征,为RA患者的疗效预测及个体化治疗提供理论依据。
本研究基于前瞻性多时间点随访队列,其中应答患者(n=16)与无应答患者(n=10),在不同时间点采集样本,使用高维光谱流式细胞术分析RA患者免疫系统变化。本研究中构建两套高参数检测体系:一套32色panel用于精细刻画T细胞亚群;另一套22色panel用于分析B细胞及髓系细胞亚群,均涵盖谱系标志、活化状态、分化成熟、转录调控、趋化因子受体及免疫检查点等关键分子。采用FlowSOM进行无监督聚类并结合主成分分析实现降维与细胞亚群注释;进一步利用CoGAPS算法解析Treg免疫动态变化轨迹,并结合线性混合效应模型刻画免疫细胞在不同时间点差异,从而系统识别的关键免疫细胞亚群及其免疫重塑特征。
临床治疗应答与免疫系统平衡恢复密切相关。结果显示:与非应答患者相比,应答患者表现炎症相关T细胞亚群的显著下降,包括CD4⁺和CD8⁺ Tscm及多种致病性效应记忆T细胞(如KLRB1⁺CD4⁺TEM和CD27⁻HLA-DR⁺TEM)。相反,非应答患者呈现持续的免疫激活状态,表现为增殖Ki-67⁺ Tscm及CD27-CD28-CD4⁺TEM扩增。进一步分析,治疗应答患者外周中与自身抗体产生有关的多个滤泡辅助性T细胞Tfh中cTfh17, PD-1hi Tfh, cTfhCM, 以及HLA-DR+Tph比例降低,滤泡调节性T细胞Tfr增多。通过CoGAPS算法解析Treg细胞免疫动态变化轨迹,发现应答患者Treg随治疗逐步分化成高抑制功能状态,而非应答患者的Treg则停滞于早期低抑制状态,表现为GITR、PD-1、HLA-DR、Helios及Ki-67等关键分子的上调不足,并分化为Th17.1样及CXCR3⁺ Treg亚群。
进一步,对B细胞及髓系细胞分析:经治疗后,治疗应答者B细胞向调节性表型转化,减少浆母细胞及年龄相关B细胞、上调Breg细胞;同时与自身抗体成熟相关的CD123⁺pDC减少;减少细胞毒性NK细胞数量,经典单核细胞减少。相反,非应答患者维持持续免疫激活状态,表现为炎症相关B细胞以及与疾病活动、关节损伤相关preDC持续增多,并且炎症相关的非经典单核细胞数量增多,提示在未应答患者体内多种髓系细胞驱动的炎症未能有效控制,提示髓系细胞亚群在治疗抵抗中的关键作用。
结论:本研究首次通过高维免疫表型分析系统刻画TNFR2-Fc治疗RA中外周免疫系统的重塑特征。结果发现,临床疗效并非源于单一免疫细胞亚群的变化,而是依赖于适应性免疫与先天免疫之间的协同调控。应答者外周Treg发生功能状态转变及分化,治疗重塑Treg免疫调节功能。而对其他T、B细胞以及髓系细胞中与治疗与疾病进展的相关亚群有一步认识,为基于免疫特征的患者分层的精准治疗策略提供重要依据。
