Permissive central tolerance plus defective peripheral checkpoints license pathogenic memory B cells in CASPR2-antibody encephalitis:揭示自身免疫性脑炎关键免疫机制及治疗新方向
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为解决目前针对自身抗体介导的神经系统疾病(如 CASPR2 抗体脑炎,CASPR2-Ab-E)治疗手段有限、对发病免疫机制理解不足的问题,研究人员开展了针对 CASPR2-Ab-E 患者中自身反应性 B 细胞发育及免疫逃逸机制的研究。结果发现了疾病相关的免疫检查点缺陷等机制,为开发精准免疫疗法提供依据。
在医学研究领域,自身免疫性疾病一直是困扰科学界的难题。其中,自身抗体介导的疾病尤为特殊,若能深入了解针对单一自身抗原的致病 B 细胞和自身抗体的发展过程,将为攻克这类疾病带来新的曙光。自身免疫性脑炎(AE)作为一种严重的神经系统疾病,给患者带来极大痛苦。以接触蛋白相关蛋白样 2(CASPR2)抗体脑炎(CASPR2-Ab-E)为例,患者常出现记忆丧失、行为障碍、癫痫发作、小脑功能障碍和神经性疼痛等症状。尽管免疫疗法在一定程度上有所帮助,但几乎所有患者仍会因多种残留的神经精神缺陷或持续性神经性疼痛而残疾,约 40% 的患者即便接受免疫治疗仍会复发。目前的治疗手段局限于皮质类固醇、利妥昔单抗和静脉注射免疫球蛋白等广谱免疫疗法,精准免疫治疗范式亟待建立。在这样的背景下,来自国外的研究人员开展了一项极具意义的研究,其成果发表在《SCIENCE ADVANCES》上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先,采集患者和健康对照者(HCs)的外周血单个核细胞(PBMCs),通过荧光激活细胞分选技术分离出未成熟 B 细胞(NBCs,CD19
+IgD
+CD27
?)和记忆 B 细胞(MBCs,CD19
+IgD
?CD27
+) 。然后,进行体外培养,通过活细胞检测等方法分析培养上清中与 CASPR2 反应的免疫球蛋白。同时,对 B 细胞受体(BCR)进行测序分析,利用表面等离子共振(SPR)技术研究抗体亲和力等。
下面来看具体的研究结果:
- CASPR2 反应性耐受缺陷:通过对患者和健康对照者的 NBCs 和 MBCs 进行批量和单细胞培养,发现健康人和患者中均有~0.5% 的 NBCs 携带 CASPR2 反应性 BCR,但只有患者的 MBCs 中有 CASPR2 反应性 BCR,且存在克隆性扩增。
- CASPR2 自身反应性的起源:BCR 序列分析显示,患者和健康对照者的 NBCs 的 BCR 可变区突变少,而患者 MBCs 的 BCR 高度突变。将记忆 BCR 还原为其未突变的共同祖先(UCAs)后发现,体细胞高频突变增强了 CASPR2 反应性和亲和力。
- 离散的构象依赖性结构域结合:研究发现患者来源的 MBC 衍生的单克隆抗体(mAbs)优先结合天然表达的 CASPR2 的细胞外结构域,主要靶向两个结构域内的三个区域,且物种差异会影响 mAb 的结合。
- 多样的 mAb 致病潜力:对 mAbs 的功能研究表明,它们能在分子、细胞和系统水平上引起不同的变化,包括 α- 氨基 - 3 - 羟基 - 5 - 甲基 - 4 - 异恶唑丙酸受体(AMPAR)功能障碍、突触重组和行为改变等,且这些作用与 mAb 的表位和 IgG 亚类有关。
- 对比 CASPR2 NBC 受体序列:患者和健康对照者的 CASPR2 反应性 NBCs 的 BCR 序列存在差异,患者的 na?ve BCRs 与 MBCs 的 BCR 序列有相似性,而健康对照者的则没有。
- 未突变的 CASPR2 反应性 BCR 特性:与患者的未突变 BCR 相比,健康对照者的未突变 CASPR2 反应性 BCR 对 CASPR2 和其他自身抗原的结合更强。UCAs 对 CASPR2 的亲和力高,对其他自身抗原的反应性低。
研究结论和讨论部分指出,该研究构建了免疫发病机制的 “多击” 模型。早期宽松的中枢耐受检查点使未突变的 CASPR2 反应性 BCR 在健康和疾病状态下以相似频率释放,但 BCR 序列不同。UCAs 的特性有助于其进入记忆 B 细胞区室,但进入记忆 B 细胞区室并不足以导致发病,mAbs 的致病性还受 IgG 亚类和表位等因素影响。该研究为理解人类免疫耐受机制提供了重要依据,有助于设计针对 CASPR2-Ab-E 的自身抗原特异性免疫疗法。同时,也对诊断范式有指导意义,如解释了血清 CASPR2 抗体的假阳性率,建议使用人源底物进行诊断以减少假阴性结果。此外,研究还提出了一些有待进一步研究的问题,如免疫耐受丧失是持续存在还是一次性失调等,为后续研究指明了方向。总之,这项研究在自身免疫性疾病研究领域迈出了重要一步,为未来的治疗和诊断提供了新的思路和方法。