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调节t细胞治疗克罗恩病:挑战和进步
  1. 珍妮N克劳夫1,2,
  2. 俄梅珥年代俄梅珥1,3,
  3. 斯科特•塔斯克4,
  4. 格雷厄姆·米主1,5,
  5. 彼得·M·欧文1,3
  1. 1免疫学和微生物科学学院,伦敦国王学院,伦敦、英国
  2. 2NIHR生物医学研究中心的家伙和圣托马斯的NHS信托基金会,国王学院,伦敦、英国
  3. 3美国胃肠病学,人的和圣托马斯医院NHS信托,伦敦、英国
  4. 4分工移植免疫学和生物学粘膜,伦敦国王学院,伦敦、英国
  5. 5学院生物学、医学和健康,曼彻斯特大学的,曼彻斯特、英国
  1. 对应到美国胃肠病学,彼得·M·欧文博士家伙和圣托马斯的伦敦NHS信托基金会SE1 9 rt,英国;peter.irving在{}kcl.ac.uk

文摘

炎症性肠病的患病率上升在西方世界。尽管越来越曲目的治疗靶点,很大比例的患者遭受慢性发病。研究在小鼠和人类已经强调了关键作用的调节性T细胞在免疫内稳态,缺陷的数量和抑制的调节性T细胞的功能出现在克罗恩病的患者。我们回顾调节性T细胞的功能,他们发挥的途径在肠道黏膜免疫耐受。我们探索的原则和挑战制造细胞疗法,并讨论临床试验证据迄今为止他们在人类疾病的安全性和有效性,尤其着重于发展的监管t细胞治疗克罗恩病。

  • 克罗恩氏病
  • 免疫学
  • 免疫调节
  • 肠道T细胞
  • T淋巴细胞
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介绍

炎症性肠病,主要包括克罗恩病(CD)和溃疡性结肠炎(UC)是一种慢性炎症组织的障碍引起的胃肠道名先天和适应性免疫反应基因易感个体环境因素。炎症性肠病影响了至少0.5%的人口在西方世界有100万患者在250万年美国和欧洲。1全球发病率继续上升,主要受到越来越多的病人在新兴工业化地区包括印度和亚洲。1意义重大的疾病负担20% - -25%的患者出现慢性持续症状导致更高的失业率,病假和永久性残疾。2即使积极的自顶向下的方法来治疗,大多数病人无法实现长期,前者缓解和在特定的风险需要手术治疗。累积手术率CD在欧洲高30% - -50%的患者需要外科干预和20%需要再次手术5 - 10年的诊断。2

作为我们对炎症性肠病的病理生理学的理解及其社会经济影响的演变,有伟大的动力识别小说治疗目标添加到现有的阿森纳的免疫调制剂和生物制剂。这主要集中在各种领域,包括针对淋巴细胞贩运(vedolizumab、ozanimod anti-MAdCAM1)和激活(anti-IL白介素6,anti-IL-12 / IL-23),调节肠道屏障功能(卵磷脂),矩阵改造(STNM-01,基质金属蛋白酶9拦截器)和操纵的肠道微生物群(粪便微生物群移植)。3一个重要病理过程日益被视为推动肠道炎症和自身免疫是免疫内稳态的损失次要定性或定量监管t细胞缺陷(Treg)池。

亚群是CD4+T细胞典型的高亲和性受体- 2表达α-chain (CD25)和主转录因子Forkhead盒P-3(具体),抑制表型和稳定至关重要。4 - 6当激活CD4+T细胞可以上调CD25表达,一个额外的亚群定义的特点是缺乏IL-7受体α-chain (CD127)。7他们的主要功能是作为自我耐受性的主要控制器,组织炎症和长期免疫内稳态。尽管只占-10%的外围CD4 5%+t细胞池,亚群施加强大的抑制性影响效应细胞通过多种机制包括细胞因子分泌,代谢紊乱,抑制树突状细胞(dc)和细胞溶解。这些机制已经严格检查使用动物模型和防止肠道炎症的发展。患有炎症性肠病的研究已确定缺陷亚群的数量和分布,在胃肠道和流量的能力。8此外,抵抗Treg-mediated抑制在固有层指出T效应细胞(画眉草)。9这些因素可能是关键在推动肠道炎症。

越来越多的兴趣过继转移的治疗潜力健康患者亚群到范围广泛的条件,包括炎症性肠病和自身免疫性疾病,为了活动炎症的地区平衡转向更耐受性微环境。早期阶段的临床试验已经报道领域的实体器官移植,移植物抗宿主病(GvHD)和1型糖尿病(T1DM)保证安全数据和疗效的潜在信号。

本文总结了抑制机制使用的亚群和突出的工作连接肠道炎症和Treg损失函数在这两种疾病的动物模型和人类。此外,我们审查与Treg疗法和正在进行的临床试验大纲一个完全新颖的治疗策略CD使用良好生产规范(GMP)条件下亚群扩大将过继转移到患者为了改善肠道炎症,恢复免疫内稳态。

亚健康和疾病

亚群可以大致分为两组,胸腺亚(tTregs)或外围地诱导亚(pTregs),根据其发展的起源。亚群中生成胸腺(tTregs)在新生儿期早期迁移到周围器官保持宽容。这是1969年由Nishizuka和Sakakura发现表明,在老鼠身上,胸腺切除术在出生后3天导致Foxp3的损耗+亚群和发展自身免疫性卵巢炎。10相比之下,在第七天的小鼠胸腺切除术仍健康tTregs已经迁移到这个点的外围。11十多年后,坂口证明,第三天胸腺切除术与CD4可以预防自身免疫性卵巢炎+t细胞接种于健康的同系的捐助者。相反,从这些病小鼠T细胞的过继转移能诱导自身免疫性疾病健康T-cell-deficient老鼠。11类似的研究结果指出,老鼠接受成人胸腺切除术和辐照导致淋巴细胞减少,自身免疫性糖尿病和胰岛炎。注射CD45RC(低)T细胞健康的捐赠者是预防疾病的能力。12Mottet随后描述CD25-expressing CD4+T细胞能够治疗结肠炎建立T细胞转移。13到2000年代初,很明显,一个thymically CD4派生而来+CD25+T细胞的人口拥有抑制autoreactive T细胞的能力,消除自身免疫。

pTregs在2003年第一次描述了天真的CD4的地方+CD25- - - - - -T细胞可以转化成Foxp3-expressing CD4+CD25+亚群的t细胞受体(TCR)聚集有关的转化生长因子β(TGF-β)。14pTreg转换内脏相关的淋巴组织(高尔特)天真的CD4时增强+T细胞遇到抗原在TGF-β- 2和维甲酸(RA)。15日16这是由CD103促成的+DCs肠道微环境条件的生产或激活TGF-β并提供RA。17 18在缺乏CD103表达式,DCs未能诱导Treg开发和生产促炎细胞因子。17日19此外,在CD103 UC患者+DCs似乎生成pTregs能力受损,但诱导colitogenic T辅助(Th) 1, Th2和Th17反应表明CD103+DC-mediated pTreg感应功能在IBD发病机制有关。20.

从pTregs很难区分tTregs不存在明确的标记。最近,膜蛋白的表达neuropilin-1和转录因子Helios由pTregs tTregs但不是被用来区分Treg子集。21的意义在于表观遗传差异Foxp3轨迹呈现pTregs更不稳定,更有可能证明在炎症条件下对Th17细胞表型可塑性。16亚群选择扩张的发展起源细胞疗法产品是一个重要的考虑因素,因此,将在本文后面详细论述。

第一项研究识别亚群在人类于2001年出版。Baecher-AllanCD4细胞特征+CD25+胸腺和外周血中T细胞表现出抗炎和抑制的属性。22后续工作建立Foxp3作为亚群主转录因子。4 6 23Foxp3然而可以表示对non-regulatory CD4是暂时性的+T细胞CD4细胞激活和+CD25+CD127表面必须用于定义亚群表型。24灭活突变Foxp3皮屑表型的临床表现为严重的自身免疫小鼠和整个综合症(免疫失调,polyendocrinopathy、肠病x连锁)。25 - 28与自身免疫肠病(表现为慢性腹泻和吸收不良)一个主要特性,注意力都集中在胃肠道内的亚群的功能作用。

pTregs在肠道固有层中丰度与环境相互作用的抗原可以塑造表型差异和转录因子表达。29日肠道微生物群代表大量抗原负载驱动的扩张结肠pTregs coexpress Th17转录因子RORγt大师。30.这些具体+RORγt+pTregs监管表型和稳定提供公差对肠道微生物群。31日32相反,RORγt- - - - - -pTregs被发现在小肠被饮食抗原诱导和抑制潜在Th1细胞摄取蛋白质的反应。33最后,一个肠tTreg人口coexpress Th2主转录因子,GATA3,已经被证明可以调节肠道粘膜的修复。GATA3+tTregs表达高水平的IL-33受体,ST2,和amphiregulin(沙土荒漠)、表皮生长因子受体的配体参与组织修复。34 35

后的基本观察Treg障碍与自身免疫性polyendocrine综合症,数组的研究开始出现识别缺陷的数量或功能外周血亚群在自身免疫性疾病包括炎症性肠病,T1DM,多发性硬化,系统性红斑狼疮(SLE),重症肌无力和风湿性关节炎。8 36-40大槌观察到活跃的IBD患者肠道固有层Treg池明显小于一个积极的控制,即憩室炎。8此外,这些患者的外周血Treg池小于不活跃的IBD或憩室炎。8有趣的是,外周血treg保留他们的抑制能力表明疾病可能是由无效贩运到肠道和亚群的数量减少。此外,colitogenic似乎从IBD患者T细胞抗TGF-β1-mediated Treg抑制高亮显示额外的缺陷可能导致疾病的免疫耐受。9

Treg功能和结肠炎

亚群的函数作为关键调解人外围宽容细胞通过直接接触和旁分泌行为对组织他们居住的地方。41 42至关重要的是,亚群有效流量靶器官促进耐受性微环境。一个重要例子是IL-10-secreting treg驻留在胃肠道粘膜和控制炎症反应引起的环境的侮辱。选择性破坏il - 10的表达在这些亚已被证明导致自发结肠炎。43这是许多亚群的形式可以采用维持粘膜免疫内稳态的接口。其他包括抑制性细胞因子分泌,细胞溶解效应细胞的代谢紊乱,中和抗原呈递细胞和促进组织修复。44这些函数将在进一步复审详细列出他们的对肠道炎症(见图1)。

Mechanisms of Treg-mediated suppression. Tregs use a multitude of mechanisms to promote a tolerogenic microenvironment and tissue repair. (A) Secretion of the anti-inflammatory cytokines, IL-10, TGF-β and IL-35, not only inhibit Teff proliferation but also suppress Th1 and Th17 effector function, both of which are key mediators of IBD. (B) Tregs express the high-affinity IL-2 receptor α-chain (CD25) consuming local IL-2 with greater affinity than effector cells. Teffs which are ‘starved’ of IL-2 exhibit restricted proliferation and undergo apoptosis. (C) Tregs coexpressing CD39 and CD73 disrupt metabolic processes in effector cells by converting ATP into pericellular adenosine, a potent inhibitor of Teff function. Additionally, adenosine stimulates TGF-β production, promoting development of pTregs. (D) Tregs are capable of secreting perforin, granzyme B and galectin-1 which are directly cytotoxic against Teffs. Activated Tregs also express TRAIL, inducing apoptosis of Teffs through the TRAIL/DR5 pathway. (E) Expression of CTLA-4 degrades DC-derived CD80 and CD86 leading to impaired CD28-mediated costimulation of T cells. DC function is further inhibited through the interaction of Treg-derived TIGIT and CD155 on DCs. This induces IL-10 production and suppresses IL-12. (F) In response to alarmins, Tregs produce AREG, an important regulator of tissue repair and regeneration. AREG, amphiregulin; CTLA-4, cytotoxic T lymphocyte associated protein 4; DC, dendritic cell; DR5, death receptor 5; IL, interleukin; pTregs, peripheral regulatory T cells; Teff, T effector lymphocyte; TGF-β, transforming growth factor beta; Th1, T helper 1 cell; Th17, T helper 17 cell; TIGIT, T-cell immunoreceptor with Ig and immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif domains; TRAIL, TNF-related apoptosis-inducing ligand; Treg, regulatory T cell. Figure generated using BioRender illustration software.
" data-icon-position="" data-hide-link-title="0">图1
图1

Treg-mediated抑制的机制。亚群使用多种机制促进耐受性微环境和组织修复。(A)抗炎细胞因子的分泌il - 10, TGF-βIL-35,不仅抑制苔麸扩散,而且抑制Th1和Th17效应函数,两者都是炎症性肠病的主要介质。(B)亚群的高亲和性受体- 2表达α-chain (CD25)消费当地2比效应细胞更大的亲和力。画眉草“饿死”的展览- 2限制增殖和凋亡。(C)亚群coexpressing CD39和CD73破坏效应细胞的代谢过程将ATP转化为pericellular腺苷,画眉草功能的有效抑制剂。此外,pTregs腺苷刺激TGF-β生产,促进发展。(D)亚群能够分泌穿孔素,granzyme B和galectin-1直接细胞毒性对画眉草。激活亚也表达,诱导细胞凋亡的画眉草通过小道/ DR5途径。(E)的表达CTLA-4降解DC-derived CD80和CD86导致受损CD28-mediated T细胞的聚集有关。 DC function is further inhibited through the interaction of Treg-derived TIGIT and CD155 on DCs. This induces IL-10 production and suppresses IL-12. (F) In response to alarmins, Tregs produce AREG, an important regulator of tissue repair and regeneration. AREG, amphiregulin; CTLA-4, cytotoxic T lymphocyte associated protein 4; DC, dendritic cell; DR5, death receptor 5; IL, interleukin; pTregs, peripheral regulatory T cells; Teff, T effector lymphocyte; TGF-β, transforming growth factor beta; Th1, T helper 1 cell; Th17, T helper 17 cell; TIGIT, T-cell immunoreceptor with Ig and immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif domains; TRAIL, TNF-related apoptosis-inducing ligand; Treg, regulatory T cell. Figure generated using BioRender illustration software.

抑制细胞因子

Treg曲目包括抗炎细胞因子il - 10分子,TGF-βIL-35。il - 10的表达和IL-35需要识别信号,表明Treg功能在一定程度上依赖于抗原遇到当地的微环境。45由帕里的开创性工作20多年前展示了il - 10的强有力的抑制能力,在重组il - 10治疗改善了t细胞转移结肠炎。46随后,cotransfer CD45RB(低)T细胞被证明预防结肠炎和il - 10被确认为一个重要的中介在活的有机体内抑制。47Treg-derived il - 10的抑制效应在老鼠身上似乎是特定于粘膜表面而不是控制系统性自身免疫。43进一步的研究表明,il - 10诱发健壮的激活的STAT3(信号传感器和转录激活3)端依赖Th17抑制亚群项目,下游IL-10R。48这种抑制致病性Th17细胞反应和消融IL-10R亚已被证明导致结肠炎。因此,合理的无序il - 10的信号可能导致异常Th17活动,这是与炎症性肠病。49事实上,有好几次纯合子丧失突变il - 10Il-10r个人从近亲结婚。这些导致小儿严重,它们进步的,棘手的克罗恩病结肠炎。50

TGF-β诱导pTreg形成中扮演一个重要的角色在高尔特抗原相遇,在抑制促炎通路功能的作用。15亚群有能力生产TGF-β,深刻地抑制苔麸的扩散。51Treg-derived TGF-β1抑制Th1-cell分化与炎症性肠病结肠炎的传输模型。52相反,treg TGF-β1-deficient老鼠无法抑制肠道炎症的严重联合免疫缺陷(SCID)转移结肠炎模型。51人类研究支持这些早期发现;研究健康人体结肠活检和固有层单核细胞(LPMCs)处理anti-TGF-β中和抗体表明TGF-βT-bet的关键抑制器(T-box转录因子)端依赖苔麸核扩散和Th1细胞因子表达。53这表明TGF-β的作用在人类抑制肠道炎症。事实上,麦克唐纳显示结肠组织和孤立从CD患者T细胞过表达Smad7, TGF-β1信号的抑制剂。54此外,从CD患者抗结肠LPMCs Treg-mediated抑制,这一现象与Smad7反义治疗可以逆转。9Smad 7反义疗法(Mongersen)随后评估在CD,但尽管有前途的早期阶段的数据,三期临床试验是提前终止由于缺少受益。55 56尽管Mongersen可能克服画眉草TGF-β阻力,可能在CD有足够数量的功能亚群在粘膜环境中产生TGF-β解释试验结果令人失望。

IL-35是巴尔病毒诱导的异质二聚体3 (Ebi3)和IL-12α既定Foxp3的表达+亚群但不是画眉草。它在2007年首次描述Ebi3- / -IL-12α- / -亚也显著降低监管活动在体外和失败的结肠炎治疗t细胞转移在活的有机体内57另外,IL-35可以诱导生成的监管从天真的鼠标或人类CD4人口+T细胞。这些所谓的(R) 35细胞调节抑制通过IL-35孤独,不表达Foxp3和强烈抑制和稳定在活的有机体内58葡聚糖硫酸酯钠和2,4,6-trinitrobenzene磺酸结肠炎、重组IL-35疗法可以治疗疾病Th1和Th17主的差别通过对这些基因的转录因子,T-bet和RORC(相关的孤儿受体C),分别通过抑制IFN-γ,il - 6和IL-17。59

抑制代谢过程

虽然亚不知道生产- 2,它们的开发和功能是严重依赖于这方面的细胞因子。和转录因子- 2 STAT5,下游- 2受体(IL-2R),诱导tTregs Foxp3的表达和分化。60此外,STAT5激活由IL-2R信号增强的抑制功能分化的亚群。61年没有- 2信号已经被证明可以减少和功能亚群的活动,诱发自身免疫和炎症。62 63IL-2R结构构象的亚群为IL-2-receptor接触提供了一个竞争优势在替代细胞子集。亚群大量表达受体- 2α-chain (CD25),一起常见γ-chain(γc CD132)和受体- 2β-chain (CD122)形成一个特色three-subunit受体配置。这带来一个~ 1000倍增加在画眉草- 2受体的亲和力。64年促炎的环境中占主导地位的积极效应细胞分裂,亚群有能力消费的地方- 2,饥饿的效应细胞的生存和增殖的关键细胞因子。42 65此外,这种机制诱导效应细胞的凋亡。66年这凸显了一个重要的TCR-independent旁分泌的抑制在当地组织模式,通过高亲和性IL-2R的组成型表达(包含CD25)。有少数病例CD25缺乏人类常常体现在一个IPEX-like综合症。67 - 69一个有名的例子,面对自身免疫性肠下垂Foxp3在6个月+亚群与有缺陷的il - 10表达表明响应- 2 Treg-mediated il - 10生产是很重要的。

亚也可以干扰ATP代谢抑制促炎反应。亚群coexpress的胞外酶CD39和CD73负责ATP和代pericellular腺苷的退化。70年腺苷受体刺激,负责在画眉草施加强有力的抑制效果。负责受体的激活也可以抑制il - 6表达而提高TGF-β的生产。71年这可以促进适应诱导亚群的发展,并同时抑制炎性Th17细胞形成。此外,通过负责受体似乎控制信号在活的有机体内小鼠结肠炎。72年

中和的树突细胞的功能

T细胞的活化需要识别抗原/主要组织相容性复合体参与的情况下二次信号,即T-cell-derived CD28绑定直流B7配体,CD80和CD86。这个过程是消极监管通过细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4 (CTLA-4),这是既定的Foxp3的表达+亚群。73年CTLA-4-expressing细胞可以捕获CD80和CD86 trans-endocytosis过程和降低这些配体,通过CD28导致受损的聚集有关。74年这是一个功能显著的过程与Treg-conditioned DCs诱导t细胞增殖。75年额外的机制介导的交互CTLA-4和CD80 / CD86的upregulation吲哚胺2,3-deoxygenase DCs。这是一个强有力的监管分子catabolises proapoptotic代谢物的必需氨基酸色氨酸犬尿氨酸导致画眉草功能的抑制。60在活的有机体内模型表明,CTLA-4防止自身免疫是至关重要的。亚群的选择性删除CTLA-4 BALB / c小鼠导致致命T-cell-mediated自身免疫性疾病只有20天的年龄。76年此外,几例生殖系的杂合突变CTLA-4已确定。77年亚群CTLA-4 haploinsufficiency导致失调,hyperactivation画眉草和靶器官包括胃肠道的淋巴细胞浸润。最近发现lipopolysaccharide-responsive和beige-like锚蛋白(LRBA)调节CTLA-4表达、突变在LRBA导致CTLA-4水平降低。78年这些突变通常与原发性免疫缺陷,减少Treg数字和对炎症性肠病的易感性。79 80

最近,coinhibitory分子T细胞immunoreceptor withimmunoglobulin和immunoreceptor tyrosine-based抑制主题(ITIM)域(TIGIT)被描述为一种抑制剂的自体免疫反应与DCs和T细胞的相互作用。TIGIT与配体互动CD155 DCs诱导il - 10和抑制il - 12的生产,从而抑制Th1反应。81年随着亚群的主要细胞类型结构上表达TIGIT,有人建议,对DCs是由TIGIT观察到的影响+亚群。此外,亚群表达TIGIT已被证明直接抑制Th1和Th17反应的生产效应分子fibrinogen-like蛋白2。82年

细胞毒性的活动

从历史上看,细胞毒性活动与自然杀伤细胞和细胞毒性T淋巴细胞(CD8+T细胞)。2004年,格罗斯曼第一次描述了granzyme-B表达CD4细胞+亚群perforin-dependent杀死靶细胞的能力,但TCR-independent方式。83年Boissonnas随后显示在小鼠肿瘤模型,具体+T细胞可以杀死抗原DCs。Treg对CD4细胞毒性也被观察到+T细胞在两种在体外在活的有机体内模型。激活treg移植肿瘤坏死factor-related凋亡诱导配体(TRAIL)增强抑制活动以及对CD4细胞毒性+T细胞。这是完全依赖于跟踪/死亡受体5通路。84年Galectin-1,β-galactoside-binding蛋白诱导t细胞凋亡也被卷入Treg细胞毒性作用。Galectin-1被发现在亚群和Galectin-1基因敲除模型被证明具有减少监管活动。85年

组织修复

除了限制粘膜损伤通过抑制促炎细胞环境的侮辱后像感染,亚也可能促进组织修复。最近,表皮生长因子分子沙土荒漠了关注作为组织修复和再生的重要调节器。在小鼠模型的流感,选择性Treg沙土荒漠不足会导致严重的急性肺损伤在不改变Treg抑制功能。这表明亚发挥直接作用在组织修复和维护不同的抑制功能。86年Treg沙土荒漠的生产依赖于地震或IL-33函数作为内源性危险信号或alarmins,以应对组织损伤。86年人类研究显示高水平的IL-33在IBD患者炎症病变,和亚群表达IL-33受体,ST2,都浓缩在结肠。35 87 88因此IL-33-Treg信号可能代表疾病的发病机理和复苏的一个重要途径。

亚群作为一个治疗性产品

根据大量的临床前数据展示大量的缺陷如何Treg函数导致自身免疫和炎症,包括炎症性肠病,有极大的兴趣在利用亚群作为一个治疗性的抑制能力的产品。因此,有超过50名注册的Treg疗法试验完成或正在进行的(ClinicalTrials.gov)。大多数这些试验涉及细胞过继转移,虽然亚群的剂量是高度可变的。设置的自身免疫性疾病和移植,治疗的目标是恢复外围自我耐受性,抑制炎症反应,促进组织修复。89年

要成为一个成功的治疗产品,亚群必须回家炎症和次级淋巴组织的网站,必须进行识别。在实体器官移植,alloantigen-specific比多克隆亚亚群提供更高的疗效,不提供系统性免疫抑制效果。90年导演对特定亚群同种抗原还允许免疫调节功能集中在同种抗原的来源,绕过亚群的相对缺乏。早期研究表明,外围Treg扩张小鼠可以由长期低剂量皮下注入特定的肽。91年诱导亚群有抑制能力和展示高水平的Foxp3表达指示Treg表型稳定。然而,在炎症性肠病,一个特定的抗原尚未确定。

亚群的相对缺乏的外周血细胞治疗的发展代表了一个障碍,但最优数量的亚群中尚不清楚。有人建议,亚群的数量应该至少给体内的画眉草的数量,92年尽管亚也表现出的能力赋予传统T细胞抑制的能力通过“传染性宽容”。90年在这个过程中,TGF-β直接分泌的il - 10和IL-35亚群,通过DCs和间接诱导,可以生成一个监管微环境可能部分规避低绝对数量的亚群的问题。93年

几组开发了协议,允许符合GMP要求体外细胞亚群的扩张。92 94 95GMP-manufactured Treg交付一些早期试验中只有约50%纯,但塑料珠子涂上的发展刺激抗体和额外的表面标记的发现Treg表现型意味着产品纯度大于90%现在是可以实现的。92年污染与画眉草篮扩张,扩张的产品96年但包含在细胞培养中雷帕霉素块苔麸的扩张而不影响Treg增殖,导致Treg扩散的优惠促销活动。92 97

亚群是由表面分离外周血标记(CD4的表达+CD25CD127)。这可以在空气中使用流执行fluorescence-activated细胞分类器(流式细胞仪),产生一个高度纯人口开始,但必要的空气接触需要高效微粒空气(HEPA)附件,和一次性样本行与生产GMP细胞产品兼容。封闭系统磁bead-activated细胞排序(mac)可以用于大规模人类亚群的隔离,但与流式细胞仪无法轻易区分表面标记密度表达式。最近开发的微流控芯片流式细胞仪,MACSQuant Tyto (Miltenyi生物技术,德国)超越在空气流分类器的问题,随着细胞保持在一个封闭的系统在整个排序过程。排序细胞的扩张是通过多克隆细胞激活anti-CD3 / anti-CD28珠子。98年亚群的抽样和检查的不育和表型扩张过程。在优化条件下,500倍扩张可以预期在14天内。95年

可塑性的不确定性亚群在文化和注入方式有一个理论关注的发展促炎的表型,这可能导致移植排斥反应或炎症的加重。然而,rapamycin-expanded亚不污染IL-17-producing Th17细胞,这些细胞保持一个稳定的表型小鼠体内转移。99年Canavan发现Treg扩张的人口开始从患者的外周血CD有扩大的关键影响表型的细胞群。94年亚群从一个高度纯FACS-sorted CD4“天真”+CD25CD127CD45RA+前体人口显示增强的抑制能力和减少Th17可塑性体外FACS-sorted CD4相比+CD25CD127CD45RA- - - - - -或MACS-enriched CD8- - - - - -CD25+人口。雷帕霉素似乎固定CD4印记+CD25表型细胞从“幼稚”CD45RA扩大+人口,就是明证保留Foxp3脱甲基的轨迹。

在其他条件Treg疗法

有越来越多的证据表明使用亚群细胞治疗自身免疫性疾病和移植表1)。过继转移亚群,防止GvHD是第一个插图亚群的有效的治疗潜力的移植实验。

表1

总结ClinicalTrials.gov上市报告试验使用体外扩大监管t细胞(Treg)治疗

移植物抗宿主病

发展haematopoetic干细胞移植后移植物抗宿主病的风险(HSCT)与低数字外围的亚群,One hundred.和体内的扩张treg post-HSCT使用低剂量- 2展示了预防移植物抗宿主病的效果。101 102对小鼠的研究涉及培养CD4的注入+CD25+T细胞导致显著降低移植物抗宿主病表型,103年在人类发现注入新鲜分离供体treg给定的同时单体型不匹配HSCT预防移植物抗宿主病的发展。104年

五项试验体外扩大亚只有迄今为止涉及少量的患者,但建议疗法可以预防或延缓慢性移植物抗宿主病的发生。105 106Treg治疗似乎是有效的只有在慢性移植物抗宿主病,但是这可能是因为时间需求扩大细胞产品很难及时管理急性移植物抗宿主病。107年

实体器官移植

收养Treg治疗肾和肝移植后进行测试,目的是诱导耐受同种异体移植物和减轻负担的长期免疫抑制。108年亚群已被证明控制免疫反应同种抗原,为“操作宽容”临床移植模型。109 110allospecificity Recipient-derived treg扩张直接和间接途径在体外能够协调有效的保护皮肤和心脏移植对急性和慢性排斥反应在老鼠呢111年和可以用来诱导小鼠皮肤移植后胸腺切除术和t细胞耗竭。112年在这些模型中,同种抗原活性亚比多克隆更有效地预防移植排斥扩大亚群。98年

一个阶段我在肾移植研究招募了九个活体移植受者和使用leukapharesis为基础的产物体外多克隆自体亚群的扩张。108年阿仑单抗在感应实现lymphodepletion,先前的实验的基础上,提出减少循环画眉草与Treg注入协同工作延长同种异体移植物的生存。110年接受者从传统的免疫抑制与他克莫司,块- 2生产、西罗莫司(雷帕霉素),Treg推广活动。113年

一个增强的抑制能力扩大亚与亚采取直接证明相比体外108年没有不良输注相关的副作用,移植后感染或拒绝了2年,有一个5 - 20的数量成倍增加循环亚看到移植后1年。移植手术活检在3个月内没有显示拒绝和接受者没有开发外围供体特异性抗体。额外重要的移植试验的结果是,他们已经表明,它可以扩大从免疫功能低下的患者亚群。114年

Treg在肝移植免疫疗法的试验正在进行中。115年这是基于观察,小鼠的肝移植在Treg渗透时,失去Treg数字与宽容的丧失。116年增加频率的亚也看到在人类受试者获得操作宽容他们的肝脏移植手术。117年

1型糖尿病

T1DM的发展与赤字在亚群的数量和抑制活动。118年加速糖尿病发病是在皮屑的老鼠27和孩子,即119年突出亚群的作用在保护胰岛细胞的破坏。亚群糖尿病的发病机制涉及非肥胖糖尿病小鼠模型,120 121和anti-CD3抗体有效治疗糖尿病的老鼠122 123和人体试验。124 125受试者表现出较低的胰岛素需求和较高的c -肽水平至少18个月短疗程的静脉注射治疗后,与CD4 anti-CD3治疗诱导扩张的证据+CD25+t细胞的数量。123年审判的10个孩子2个月内处理扩展多克隆亚群的诊断证明统计胰岛素需求和C肽水平较低与匹配控制6个月postinfusion相比,剩下两个病人胰岛素依赖。118年没有严重不良事件注入后1年。

在第一阶段开放式试验14成人患者中注入了体外扩大亚群在不断升级的剂量,14 7病人稳定C肽水平和胰岛素输注后2年。95年然而,这项研究是没有动力检测重要的临床改善。没有输液反应或therapy-related严重不良事件。细胞的表型分析产品扩张和输液后确认后稳定表面标记表达式,证明注入亚群并没有获得病理表型。高通量测序TCR-β分析表明扩大treg保留高度的多样性。

过继转移亚被标签标记脱氧核糖的一部分复制DNA在扩张体外通过添加氘(6 6 -2H2]葡萄糖Treg文化在14日扩张时期。95年患者样本是由气相色谱分析-质谱法分析重水浓缩创建药代动力学曲线。过继转移t细胞数量达到峰值后的2周内灌注,但仍可高达25%的峰值水平在外周血1年。值得注意的是,氘标签在non-Tregs从未发现,表明注入亚群的稳定性。然而,由于本研究的性质,这些细胞的稳定性并不在靶组织评估。

Treg治疗炎症性肠病

当地失衡Treg和苔麸反应中扮演着重要角色在IBD的肠道炎症的发展。8肠道t细胞归巢是由特定的互动整合素α4β7及其配体粘膜血管addressin细胞粘附分子1 (MAdCAM-1)。126 127几组表明,亚转移到老鼠导致结肠炎临床和组织学改善,13 128 129和rapamycin-expanded treg改善结肠炎SCID小鼠模型的建立。130年Polyclonality的亚群细胞可能是一个重要的要求,保持肠道内稳态体内。老鼠表达限制TCR曲目发展自发结肠炎由于失去宽容肠道微生物群。131年

几组已经证明它是可行的提取从病人亚群,并扩大他们在GMP条件下体外,包括受试者接受thiopurines和anti-TNFα药物。92 94 97 132即使经过长时间的文化,这些亚群维护Foxp3表达和展示了增强抑制自体T细胞。不确定性关于潜在的收养亚转移到CD表达IL-17和加剧病变是一个问题。然而,管理促炎细胞因子(il - 1、- 2、il - 6、IL-21 IL-21和TGF-β)未能通过CD45RA诱导IL-17生产+亚群体外扩大。94年

抗原特异性细胞与多克隆Treg产品CD

没有在CD抗原尚未被证实为因果。尝试了识别共享tcr CD患者之间,目的是发现目标抗原。133 - 135这项工作已经观察到,CD4细胞体验更多样化的CD和UC患者比健康对照组。这可能是由于胃肠道屏障破坏增加抗原表示事件的数量相比,健康的肠道。解决一个目标从胃肠道peptidome挑战性由于异构环境的性质。发展非常规抗原表位的理解也增加peptidome本身的大小和复杂性。136年在缺乏一个已知的目标,多克隆Treg产品的广泛的反应可能是有利的,因为细胞产品将承认数以百万计的假定的抗原表位,增加细胞的可能性和后续Treg激活。测序的孤立treg GI活检工作调动可能产生新靶点,嵌合抗原受体的技术可以很容易实现的。137年

Treg治疗炎症性肠病是有效的,亚群必须有能力扩大肠道。138年法国集团报告的结果非盲多中心阶段I /国际内部审计师协会的《职业ovalbumin-specific审判在20耐火CD患者亚群。139年卵白蛋白是一种常见的食物抗原和不涉及患者肠道炎症动物模型或CD。分布在消化道可用于激活本地亚群。在这项研究中,这是通过摄入蛋白酥皮蛋糕的科目。139年

细胞产品在卵白蛋白的存在,培养和受试者收到106-10年9亚群。139年参加研究的患者至少有适度活跃的CD,克罗恩病的疾病活动指数(CDAI)大于或等于220在6个月的检查,和冲刷时期所需的免疫抑制和anti-TNFα治疗。输液是耐受性良好,有轻度胃肠道症状和CD耀斑最常报道的副作用。两个患者血栓事件,但是这些被更频繁地发生在炎症条件包括活跃的CD。140年8例(40%)患者有显著CDAI响应在周5和8治疗后,有两个病人经历持续缓解。总的来说,这种疾病组的结果显示良好的耐受性和疗效的可能信号。

在缺乏一个已知的抗原,其他方法必须被用来直接亚群的炎症。最近的一项研究表明,一个非常具体的视黄酸受体α(RARα)受体激动剂诱导表达的整合素α4β7 Treg表面(MAdCAM-1)的配体。过继转移的RARαagonist-treated Treg导致改善Treg贩卖肠道组织在一个人性化的结肠炎小鼠模型。94年支持这种机制为解决炎症,另一组已经证明可以改造DCs新创产生高浓度的RA。141年转移到老鼠时,RA-secreting DCs能够增强Foxp3的表达和本地treg gut-homing受体CCR9结肠炎的随后的镇压。

RARα受体激动剂治疗细胞产品形式致敬的基础试验(ClinicalTrials.gov标识符:NCT03185000),一个双盲安慰剂对照I /花絮”阶段试验的收养Treg治疗CD。

未来发展Treg疗法

过继细胞疗法的潜在疗效正在探索在许多自身免疫性的条件。在系统性红斑狼疮,过继转移体外扩大亚群在老鼠身上爆发推迟肾并发症和长期生存,142 143和一个试点研究低剂量在37 - 2患者导致增加循环外围Treg数量和降低系统性红斑狼疮疾病活动的分数。144年Treg过继转移在一个皮肤的红斑狼疮患者并没有导致临床益处,但是百分比的增加高度激活亚群在活检确定从患病的皮肤。145年Treg积累在皮肤与IFN-γ明显衰减,这是相对于外周血更加明显。

小鼠模型的初步结果显示Treg疗法的作用等众多条件的寻常天疱疮,146年自身免疫性肝炎、147年多发性硬化症,107年哮喘和过敏反应,抗原亚可能代表一个可行的治疗选择。148 149

许多正在进行的挑战存在促进Treg疗法。仍有不确定性的最佳时机体外Treg扩张,2政府是否会是一个有用的辅助支持Treg人口在活的有机体内95 101此外,伴随治疗自身免疫性疾病的免疫抑制药物可能影响过继转移细胞的功能。89年

最佳剂量Treg治疗策略也仍不清楚,尽管数据跟踪的生存deuterium-labelled Treg体内可以在通知合适的给药方案是无价的。95年两阶段衰变的deuterium-labelled亚已经看到,与75%的峰值水平失去了3个月。然而,水平稳定在1年,多达25%的峰值Treg末梢循环的剩余数量。减少标签亚群细胞可能代表死亡,贩卖炎症淋巴组织和网站,或者Treg舱导致稀释扩散氘浓缩。令人放心的是,在这次审判是毫无意义氘亚群以外的细胞群中发现,显示稳定的表型在活的有机体内95年

跟踪TCR clonotypes也可能提供有用的数据Treg动力学和扩散。TCR曲目的分析表明,转移的动力学亚群在外周血个体间的差异很大。150年描述性研究,TCR Vα链测序在两个病人接受捐赠Treg输液。150年Treg疗法改变了病人的外围TCR曲目向注入细胞产品相当,但在每个病人不同程度。重要的是,改变的程度的TCR曲目似乎与临床反应。这表明,监测TCR体验后细胞过继转移可能提供临床有意义的信息。

结论

现在有强劲的证据的治疗潜力Treg多种自身免疫性疾病和治疗CD。试验结果使用ovalbumin-specific Treg IBD显示有前途的功效的早期迹象。安全信号可靠,证据表明,过继转移Treg表型稳定体内。氘标记结果表明注入亚可能会产生长期的系统性效应与标记细胞检测输液后一年。希望即将到来的早期阶段临床试验患者CD会通知安全、计量和Treg动力学和分散允许进一步发展的一种新的治疗选择不易治愈的人口。

确认

作者承认提供的支持Litwin IBD先锋克罗恩氏和结肠炎基金会资助项目(批准号504039),共济会的大慈善机构(批准号SPG00268)和Rosetree的信任(A1219)。OSO由医学研究理事会(MRC)资助的信任临床研究培训奖学金(MRS00033X / 1)。这项工作也由MRC赠款GML(先生/ R001413/1)和PMI(先生/ T005564/1)。作者也希望承认金融支持卫生部通过国家卫生研究所(NIHR)全面奖:人的生物医学研究中心和圣托马斯的NHS信托基金会和伦敦国王学院、国王学院医院NHS信托基金会。

引用

脚注

  • JNC和OSO同样起到了推波助澜的作用。

  • 贡献者JNC和OSO进行了系统的文献检索。JNC, OSO和圣写手稿和创建的表和数据。GML和PMI回顾了文章,导致重要的修订手稿。这篇文章的所有作者都批准了最终版本。

  • 免责声明作者的观点是那些不一定(s)和那些国家卫生服务,NIHR或卫生部。

  • 相互竞争的利益PMI是首席调查员和GML医学研究的首席科学侦探就审判Treg免疫疗法在CD (ClinicalTrials.gov表示敬意NCT03185000)。

  • 病人同意出版不是必需的。

  • 出处和同行评议不是委托;外部同行评议。