低剂量IL-2降低1型糖尿病患者IL-21+T细胞频率并诱导抗炎基因表达

作者：种皓 北京积水潭医院

尽管早期临床取得了成功，但低剂量白介素-2（LD-IL-2）免疫疗法的作用机制仍然只是部分了解。在这里，我们使用高分辨率单细胞多组学和流式细胞术对纵向采集的外周血样本检查了低剂量重组IL-2（iLD-IL-2）在1型糖尿病患者中的间隔给药效果。我们的结果证实，iLD-IL-2选择性地扩增胸腺衍生的FOXP3+HELIOS+调节性T细胞和CD56bright NK细胞，并表明治疗降低了IL-21产生CD4+T细胞和两种先天性类粘膜相关的不变T和Vγ9Vδ2CD8+T细胞亚群的频率。iLD-IL-2诱导的细胞变化与抗炎基因表达特征相关，在治疗后一个月分析的所有T细胞和NK细胞亚群中都可以检测到该特征。这些发现证明了对iLD-IL-2在免疫治疗中潜在的长期临床益处的研究。
与癌症治疗相比，使用低剂量的白细胞介素-2（IL-2）可以刺激CD4+T细胞亚群表达高水平的高亲和力三聚IL-2受体，即调节性T（Treg）细胞，从而在许多炎症和自身免疫疾病中显示出临床疗效。在自身免疫性疾病1型糖尿病（T1D）中，小鼠和人类中IL-2途径的遗传关联，以及临床前研究，为开发低剂量（LD）IL-2免疫疗法提供了强有力的理论基础。T1D中的安全性和剂量测定研究提供了信息，并支持T1D中的未来临床试验。我们之前进行过一项适应性单剂量观察性研究（DILT1D），该研究证明了IL-2信号在体内的敏感性和特异性，并确定了重组IL-2（aldesleukin/proleukin）的剂量范围为0.2–0.47×106 IU/m2，以实现血液中Treg从基线增加20-50%。然后，我们进行了第二项研究（DILfrequency），以确定给予低剂量aldesleukin的频率，以可靠地诱导稳态Treg诱导，同时保持Treg而非效应T（Teff）细胞的选择性扩增。
在此，我们使用靶向单细胞多组学方法，深入探讨了低剂量重组IL-2（iLD-IL-2）在DIL频率外周血单个核细胞（PBMC）样品中的间隔给药的效果和药效学。我们对T细胞和NK细胞室进行了详细的免疫表型表征，重点是CD4+CD127低CD25hi T细胞和CD56bright（CD56br）NK细胞亚群，这些亚群先前已被证明对LD-IL-2治疗高度敏感。除了T1D患者胸腺衍生FOXP3+HELIOS+Treg和CD56br NK细胞的预期扩增外，我们还发现iLD-IL-2降低了IL-21产生CD4+T细胞的频率。此外，我们发现，与这些仅在治疗期间维持的短暂细胞改变相反，iLD-IL-2还诱导T细胞和NK细胞亚群中具有抗炎特性的延长转录变化，这些亚群在治疗停止一个月后出现。总之，我们的发现表明，iLD-IL-2可以在治疗期间减少IL-21，并诱导一系列细胞改变，从而促进建立长期抗炎环境。
低剂量IL-2（iLD-IL-2）的间隔给药诱导并维持CD4+CD127低CD25hi T细胞和CD56br NK细胞的频率增加
DILfrequency21研究确定了最佳的三天aldesleukin给药间隔，剂量范围为0.20–0.47 × 106 IU/m2。为了进一步深入了解iLD-IL-2的作用机制，我们选择了18名使用该给药方案治疗的DIL频率参与者（长期患有T1D的成年人），并通过多色流式细胞术（FACS）表征了血液中的细胞变化。我们观察到在给药阶段CD4+CD127低CD25hi T细胞（此后称为CD4+Treg门）的频率持续增加，但更广泛的CD4+常规T（Tconv）或CD8+T细胞群的频率没有变化，包括在CD45RA–CD62L–效应记忆CD4+T细胞（TEM）的子集中，已知富含最近激活的效应T细胞。