干细胞移植治疗多发性硬化

T细胞受体（TCR）的变化与肿瘤、感染、移植等生理、病理情况息息相关，小编整理了一些研究案例，一起来学习如何做TCR相关的应用和研究吧。

背 景

多发性硬化（multiple sclerosis，MS）是一种中枢神经脱髓鞘疾病， 其发病机制被认为是免疫系统的破坏或产生髓鞘的细胞的损伤。

自体造血干细胞移植(Autologous hematopoietic stem cell transplantation, HSCT)是目前常用于血液和非血液肿瘤治疗的技术。血液病和非血液病恶性肿瘤。在临床上，HSCT也被用于自身免疫病的治疗和评估，它能将原本的免疫体系“清零重置”，并产生新的、不对自身进行攻击的免疫组库。

 

文章的作者进行了一项HSCT治疗多发性硬化的研究，并使用高通量测序分析TCRβ链，评估每个患者样本中数以千万计的TCR。作者发现造血干细胞的移植重建免疫系统，可对CD4+和CD8+T细胞免疫组库产生很大影响：大部分患者在移植治疗后CD4+ T细胞的TCR克隆发生了较大改变，治疗前的TCR克隆不复存在；而CD8+T细胞免疫组库没有发生大规模的重建，治疗后的T细胞克隆主要来自治疗前的T细胞的复制扩增。这证明TCR的特征在免疫调节治疗过程中不断变化，同时也为我们提供了很多治疗效果的信息，从而可能应用于造血干细胞移植、细胞治疗等癌症疗法的病情检测。

 

实 验 设 计

在自体干细胞移植治疗前和治疗后2个时间点（2个月和1年）分别对24位患者进行取样和TCRβ链测序，分析T细胞克隆使用的V-J基因对（即来自54种V基因和13种J基因的配对模式）。

 

V 和 J 基 因 使 用 频 率 变 化

以一名患者的CD4+T细胞为例，在移植治疗后2个月（初期）时，占优势的为少数的V-J使用组合，治疗后一年时的检测结果显示V-J组合的使用趋向于平衡。

其中一位患者的TCR V-J对使用频率在移植前和移植后的变化

 

TCR 多 样 性 变 化

TCR的使用频率可以表征TCR的多样性：根据TCR使用频率将细胞分为4类：1+~4+，数字越大表示该TCR的使用频率越高，4+（或top 100）表示TCR重组序列中占比最高的前100条重排序列， 它在所有TCR中所占的比例越低，TCR的多样性越高。HSCT会导致TCR的多样性受限：在移植手术前，CD4+和CD8+ 细胞的top 100占比分别为4.93%和23.07%（中位数），移植后则分别增加至9.12% 和 53.61%（中位数）。

                           

 

治 疗 后 TCR 克 隆 来 源 分 析

作者又分析了HSCT造成的每个克隆的频率变化，变化类型包括消蚀、删除、保持、扩增、新生。发现移植之后1年，TCR主要为新生类型：CD4+T细胞产生许多的新克隆，新克隆数量占到绝大部分，中位数为81.52%。相比之下CD8+T细胞产生的新克隆较少，但也占到了12.21%至 93.21%，中位数为45.32%。

说明大部分患者在移植治疗后CD4+ T细胞的TCR克隆发生了较大改变，大部分为新产生的TCR克隆，治疗前的TCR克隆不复存在；而CD8+T细胞免疫组库没有发生大规模的重建，治疗后的T细胞克隆主要来自治疗前的T细胞的复制扩增。

在移植手术后的一年中，患者的免疫系统是动态变化的，在2个月时患者的淋巴细胞减少，同时，CD4+细胞中top 100的TCR序列占比很高，达到17%~71%，而且这些TCR序列大部分为移植后才出现的新生TCR；移植后1年时，TCR的多样性有所恢复，这些TCR序列的比例明显下降。在CD8+ T细胞中也有类似的情况，但其个体差异显著。

 

 TCR 多 样 性 与 治 疗 效 果 的 关 系

在治疗早期，TCR的低多样性与是否与治疗效果相关？治疗有效的患者（n=19），在移植手术2个月后，其重建的TCR组库的多样性高于治疗无效或复发（2年内）的患者。而在移植手术后1年时，治疗有效和无效的患者则观察不到这种区别。说明移植治疗早期的TCR多样性可能与治疗效果有关。

参考文献

Muraro P A , Robins H , Malhotra S , et al. T cell repertoire following autologous stem cell transplantation for multiple sclerosis[J]. The Journal of clinical investigation, 2014, 124(3):1168-72.