TCR测序揭示慢性乙型肝炎患者肝内TCR文库在核苷(酸)类似物治疗前后的变化及意义

导读

乙型肝炎为乙型肝炎病毒所致的病毒性肝炎,根据病情可分为急性、慢性乙型肝炎,但前者在临床现已少见,老百姓常说的“乙肝”通常指慢性乙型肝炎。


核苷(酸)类似物(NUCs)和干扰素α(IFNα)的单用或联用是当前慢性乙型肝炎(CHB)抗病毒治疗的主要手段。近年来南方医科大学南方医院感染科对应用恩替卡韦(ETV)和替比夫定(LdT)等NUC长期治疗的CHB患者的外周血单个核细胞(PBMC)的T细胞受体(TCR)文库进行动态研究显示,不同NUCs治疗均可导致CHB患者外周血中TCR文库发生改变,部分恢复T细胞的免疫功能,这种变化趋势在不同的NUCs治疗是类似的。


通过对既往临床研究中经LdT治疗的CHB患者肝活检组织TCR文库的变化趋势进行了研究,发现一部分CHB患者长期口服LdT治疗可促使肝内TCR文库发生有利于特定T细胞克隆增生的变化。这种变化与HBeAg的血清学转换可能具有密切的内在关联,TCR文库的变化特点可否成为优化抗病毒治疗方案(比如指示与IFNα联用的合适时机)和预测疗效的可靠指标?这些都是令人感兴趣的、值得进一步探讨的内容。




目的和方法


研究慢性乙型肝炎(CHB)患者经核苷(酸)类似物(NUCs)治疗前后肝内T细胞受体(TCR)文库变化特征。


本研究共纳入10例CHB患者,均符合《慢性乙型肝炎防治指南(2010年版》诊断标准,满足HBsAg持续阳性至少6个月;HBV DNA>100 000拷贝/mL;12个月内未接受过干扰素或NUCs抗病毒治疗,排除合并感染丙型肝炎病毒、丁型肝炎病毒或人免疫缺陷病毒。所有患者均完成104周基于LdT的抗病毒治疗方案,其中部分患者在36周加用阿德福韦酯(ADV)。根据治疗104周HBeAg状态以及HBV DNA定量,将患者分为2组,每组各5例。


补充介绍


T细胞通过其表面抗原识别受体(T cell receptor,TCR)识别抗原表位,实现T胞激活和克隆增殖。TCR互补决定区3(complementarity determining region,CDR3)由V、D、J三个基因片段共同编码而成,可以特异性结合抗原肽,具有高度多样性,形成了庞大的TCR文库。


前期通过对CHB患者NUCs治疗前后外周血中TCR文库的动态研究,发现T细胞克隆变化与HBeAg血清学转换相关,提示T细胞对于CHB患者NUCs治疗应答有着重要作用。但是,外周血中T淋巴细胞仅为全身T细胞总数的2%~2.5%,不能完全代表肝脏内T细胞的组成和变化。同时,在肝癌患者的研究中发现,肝内T细胞可以更加精准地反映局部T细胞免疫应答, 并且在多种肿瘤中已经证实,受局部微环境影响的肿瘤浸润T细胞可以更好地辅助肿瘤评估。但是目前缺少对于CHB患者肝内TCR文库的研究,也无NUCs治疗前后肝内TCR文库动态变化的分析,为此对这一问题进行了研究。既往对CHB患者LdT和ETV治疗前后外周血中TCR文库的动态研究显示,不同NUCs治疗前后外周血中TCR文库均有类似变化趋势。本研究拟进一步对NUCs治疗前后肝组织中TCR文库的动态变化进行观察。


研究结果


一:TCR文库多样性分析

从TCR文库的不重复VJ组合、CDR3克隆型、以及标准化香农熵(normalized Shannon diversity entropy,NSDE)三个方面,分析不同时间点患者肝内TCR文库多样性情况。其中,NSDE取值范围为0-1;取值接近于1,提示文库多样性越高,反之则越低。


患者基线时的不重复VJ组合数量高于104周(125.5 比 73.0,P=0.032,图1A),将患者根据治疗结局分组后可发现,SR组基线时不重复克隆型数量高于104周(151.0 比 71.0,P=0.043,图1B)。与不重复VJ组合结果类似,患者基线时CDR3克隆型数量高于104周(195.0 比 122.5,P=0.059,图1D),其中SR组两时间点数量差异具有统计学意义(223.0 比 109.0,P=0.043,图1E)。10例患者基线平均NSDE高于104周(0.55 比 0.29,P=0.047,图1G),分组后可见SR组所有患者NSDE均呈现下降趋势(0.58 比 0.17,P=0.043,图1H)。提示经过治疗,大部分患者肝内TCR文库多样性下降,SR组下降趋势尤为显著。


图1 两时间点(基线和治疗104周时)肝组织TCR文库的多样性变化




二:TCR克隆动态变化

对比两个时间点CDR3克隆型的动态变化,将基线未检测到但104周可检测到的克隆称为新增克隆型,将基线可以检测到但104周未检测到的克隆称之为消失克隆型。两种变化克隆型数量较少,只予以分析基因频率(某类克隆型数量在两时间点不重复克隆型总数量的占比)。在SR组中,消失克隆型百分比多于新增克隆型(27.29% 比 67.89%,P=0.007,图2A),而NSR组中两种类型克隆数量差异无统计学意义。


图2 两组患者肝内TCR不同克隆型(新增克隆型和消失克隆型)基因频率的比较




三:记忆临床血清学指标与TCR多样性分析

根据基线和治疗104周两时间点TCR克隆类型变化,识别消失克隆与新增克隆,两种类型克隆数较少,不纳入分析,但是对比这两种克隆类型在每个患者总克隆类型的百分比,可以发现,SR组从基线到104周HBsAg的变化程度与消失克隆型变化呈正相关(r=0.9,P=0.037,图3),NSR组未发现两者具有相关性。结果提示,SR组患者基线到104周消失克隆型的比例越高,HBsAg水平下降幅度越大。


图3 血清HBsAg水平与肝内TCR消失克隆型频率的线性相关图  





总结和讨论

综上,本研究首次对NUCs治疗前后肝内TCR文库的动态变化进行了研究,发现NUCs治疗后肝内TCR文库变化主要表现在消失克隆型增加、整体多样性下降,提示肝内T细胞在NUCs治疗后的免疫重建中有重要意义。未来对于CHB患者的治疗中,使用NUCs抗病毒药物的同时,结合适当的免疫调节策略,可能更有利于病毒控制和患者预后。




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