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隨著免疫治療的廣泛應用，如今免疫治療帶來的副作用即“免疫相關不良事件”受到了越來越多的關注。因此小編今天就和大家分享一篇今年11月剛剛發表在JCI Insight（IF：9.484）雜志上，關于研究免疫治療誘導結腸炎機制的文章。文章重點關注免疫相關不良事件中的結腸炎，通過分析樣本免疫組成差異，對結腸炎發生發展的機制進行了分析。

Distinct pretreatment innate immune landscape and posttreatment T cell responses underlie immunotherapy- induced colitis

免疫治療前獨特的先天免疫景觀和治療后的T細胞反應是免疫治療誘導結腸炎的基礎

一．文章背景

如今，針對免疫檢查點CTLA-4, PD-1及其配體PD-L1的免疫治療已經成為了許多癌癥晚期患者的首選治療方案。不過由于免疫治療經常會導致正常組織的免疫異常激活，因此免疫治療也會造成免疫相關不良事件（irAEs）的發生。所以irAEs是免疫治療的主要障礙，而且目前irAEs的免疫學機制及其與抗腫瘤反應的關系仍然不清楚。

二．文章摘要

該研究對抗CTLA -4和抗PD-1聯合治療所誘導的全身和組織特異性免疫變化進行了分析，結果發現發生中重度結腸炎患者的免疫組成發生了明顯的變化。研究也對發生結腸炎患者與未發生結腸炎患者進行了對比，結果發現發生結腸炎患者的單核細胞比例顯著增加。此外，研究也在發生結腸炎的患者中觀察到免疫治療后T細胞的全身擴張顯著增加。總之，該研究發現先天免疫與T細胞對聯合免疫治療的過度反應共同促進了易感者結腸炎的發生。

三．文章的主要內容及結果

1. 研究的總體流程

文章首先對研究的樣本及主要實驗進行了介紹。研究納入了37例接受聯合免疫治療的轉移性黑色素瘤患者，其中19名患者在治療期間出現中重度結腸炎，18名患者沒有出現結腸炎或其他明顯毒性癥狀。研究采集了這些患者在基線時（baseline；T0，預處理時）和結腸炎時（T1，或非結腸炎組的匹配時間點）的外周血單個核細胞（PBMC）進行了大規模細胞術分析（CyTOF），用以確定免疫組成和治療誘導的變化。此外，研究也對26例結腸活檢標本進行了mIHC （multiplex IHC）檢測。

2. 先天免疫景觀與免疫治療誘導的結腸炎相關

這一部分作者分析了免疫治療前患者的免疫狀況對結腸炎發展的影響。研究對治療前和治療期間患者的PBMC進行了CyTOF多參數分析，并將樣本分為4組:基線無結腸炎（no-colT0）、治療無結腸炎（no-colT1）、基線結腸炎（colT0）和治療結腸炎（colT1）。研究首先基于無監督聚類生成了40個metaclusters，其中包括先天免疫群體和適應性免疫群體（圖1A，B）。接著作者為了識別4組患者的免疫景觀是否不同，進行了主成分分析（PCA）和置換多元方差分析（PERMANOVA）。結果發現發生結腸炎患者的免疫景觀具有顯著的差異，并且這種差異在治療期間更加明顯（圖1C）。此外作者為了確定基線的差異是否與結腸炎相關，作者將T細胞與其他免疫群體進行分離，對免疫景觀進行了更深層次的免疫表型分析，使用無監督聚類生成另外40個T細胞和先天免疫細胞的metaclusters。同樣的基于這些聚類的PCA和PERMANOVA也發現發生結腸炎的患者和未出現結腸炎癥狀患者的基線先天性免疫細胞組成有顯著差異（圖1,D和E）。進一步，研究僅對T細胞群進行該分析時則無顯著差異（圖1,F和G）。接下來作者對這些結果進行驗證也發現，發生結腸炎患者與未發生結腸炎患者之間多個先天細胞群確實存在顯著差異（圖2），其中最顯著的是CD14⁺單核細胞（圖2B），而T細胞總數則無顯著差異（圖2A和B）?？傊?，這些結果表明先天免疫細胞組成，特別是單核細胞亞群，對免疫治療誘導結腸炎的發展至關重要。

3. 多種系統性的免疫變化與聯合治療有關

這一部分作者試圖確定哪些免疫變化與聯合免疫治療相關。為此，作者比較了基線時的免疫景觀與治療時的免疫景觀，結果使用無監督聚類（圖3A）和手動門控策略（manual gating strategies）（圖3B）觀察到免疫治療誘導的變化在結腸炎和非結腸炎隊列中都很明顯。這些變化包括先天群體和T細胞的變化，且T細胞的變化更為主要（圖3A和B）。此外，研究也發這些變化不是結腸炎患者所特有的（圖3C）。進一步，研究也觀察到治療相關的T細胞變化包括T細胞擴增（圖3D）。其中增殖性CD8⁺ T細胞的顯著擴增僅存在于發生結腸炎的患者中，這表明它可能參與結腸炎的發生（圖3D）。接下來，作者比較了結腸炎和非結腸炎患者在治療期間的免疫景觀，發現免疫治療誘導的失衡與結腸炎有關（圖3A和B）。這些結果共同證明了聯合免疫治療會引起全身變化，其中包括增殖性T細胞的擴張。

4. 結腸區域可見廣泛的單核細胞浸潤

接下來，作者研究了結腸內哪些免疫群體與結腸炎期間的免疫相關。研究為了探索免疫細胞招募如何促進結腸炎的發展，分析了來自同一患者的內窺鏡下定義的炎癥區域和正常區域的活檢樣本（圖4A和C）。作者通過這兩個區域的常規組織病理學分析（圖4B）觀察到炎癥和非炎癥活檢之間存在顯著差異。此外，mIHC染色也表明與健康對照組相比，結腸炎癥區和非炎癥區單核細胞浸潤增加（圖4D），提示整個結腸可能都發生單核細胞浸潤。此外，mIHC還顯示，在結腸炎患者的結腸炎癥區和非炎癥區，CD16⁺細胞總數以及CD16⁺巨噬細胞均顯著增加（圖4D），這表明浸潤的單核細胞可能已分化為CD16⁺巨噬細胞。這些結果清楚地表明整個結腸都存在單核細胞浸潤。

5. T細胞在臨床上展示出明顯結腸炎病變的患者內擴增

在這一部分，作者對T細胞在結腸炎中的作用進行了研究。作者根據mIHC結果觀察到患者臨床表現為明顯結腸炎的結腸區域內有大量T細胞聚集，但非炎癥區域沒有，這表明T細胞的擴張是特定于炎癥組織的（圖5），且這種T細胞的增加主要是CD8⁺ T細胞（圖5A），且擴增的CD8⁺ T細胞主要為細胞毒性T細胞（圖5A-D）。接下來為了確定CD8⁺ T細胞的擴增是由于主動招募還是局部擴增，作者檢測了組織中的組織駐留標記CD103。結果發現與非炎癥區域或健康對照組相比，結腸炎癥區域內CD103⁺ CD8⁺和CD103 ^- CD8⁺群體均顯著增加（圖5D）。

6. 聯合治療相關結腸炎與腫瘤應答無關

文章最后一部分，作者對促進結腸炎發展的聯合免疫治療相關變化進行了分析。作者對包括應答者和無應答者的隊列進行了分析，并對對免疫譜進行了PCA和PERMANOVA分析，結果發現應答狀態并不能完全區分各組（圖6A）。接著作者分別在基線和治療中對有應答者和無應答者進行了分析，這些患者有的發生結腸炎，有的沒有發生結腸炎。結果觀察到一些變化與結腸炎有關，而與反應狀態無關。接下來作者重點關注先天免疫特征，觀察到結腸炎患者中的HLA^-DR⁺CD14⁺CD16 ^-細胞擴增，且在應答者中更顯著（圖6B）。此外，作者在配對樣本結腸炎期間的血液中單核細胞的數量與結腸中單核細胞的數量間存在顯著相關性（圖6C）。接下來，研究分析了T細胞在應答過程中的作用，結果發現發生結腸炎并對治療有反應的患者與未發生結腸炎的患者相比，血液中增殖性CD8⁺ T細胞的擴增沒有顯著差異（圖6F）。同樣，在發生嚴重結腸炎的應答者和無應答者之間，CD8⁺ T細胞也沒有差異（圖6D）。此外，全身T效應記憶（TEM）細胞和非駐留CD8⁺ T細胞也在結腸內沒有相關性（圖6E）。進一步作者在發生嚴重結腸炎的應答者和無應答者中也觀察到增殖性CD4⁺ T細胞的擴增，這表明這種擴增與應答狀態無關（圖6G）。

到這里這篇文章的主要內容就介紹完了，文章關注免疫相關不良事件中的結腸炎，通過分析免疫治療前以及免疫治療后患者的免疫組成差異，對免疫治療誘導的結腸炎的機制進行了探索。文章干濕結合，簡單易懂，所用的實驗及統計學方法都比較經典，但是有理有據邏輯清晰，十分值得對免疫相關不良事件感興趣的小伙伴們參考學習。