免疫调节生物疗法与细胞治疗引发细胞因子释放综合征(CRS)的探索性模型构建及其机制研究

【字体: 时间:2025年08月11日 来源:Frontiers in Immunology 5.9

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  这篇综述创新性地整合了免疫毒理学与系统生物学方法,构建了五种免疫调节疗法(CAR-T细胞、检查点抑制剂CPI、双特异性T细胞衔接器TCE、T细胞激活单抗及FcγR激活单抗)诱导细胞因子释放综合征(CRS)的标准化不良结局路径(AOP)网络,并通过交互式在线平台实现分子机制的可视化探索,为CRS的预测、干预及生物标志物发现提供了动态工具。

  

引言

细胞因子释放综合征(CRS)是一种由免疫调节疗法(如CAR-T细胞、检查点抑制剂等)触发的全身性炎症反应,其病理机制涉及复杂的免疫细胞与分子网络。本文通过整合免疫毒理学与系统生物学方法,首次构建了涵盖五种疗法的CRS不良结局路径(AOP)网络模型,并开发了包含24种细胞类型、425个分子实体及430种相互作用的动态交互图谱。

结果/方法

研究团队通过四天的跨学科协作(study-a-thon),将CAR-T细胞、检查点抑制剂(CPI)、双特异性T细胞衔接器(TCE)、T细胞激活单抗及FcγR激活单抗五种疗法的CRS机制整合为统一框架。模型以分子起始事件(MIE)为起点,例如CAR-T细胞通过CD19/BCMA抗原结合触发T细胞活化(MIE1),或CPI阻断PD-1/CTLA-4抑制信号(MIE2),最终通过关键事件(KE)如促炎介质释放(KE2)、炎症细胞募集(KE3)等,导致系统性炎症(KE4)和CRS(AO)。

关键发现包括:

  1. CAR-T疗法中,CD28或4-1BB共刺激域通过LCK/ZAP70信号级联驱动细胞因子(如IL-2、IFN-γ)释放,并伴随靶向/非靶向细胞溶解。

  2. FcγR效应细胞激活(MIE5)通过NK细胞介导的抗体依赖性细胞毒性(ADCC)加剧炎症级联。

  3. 共享通路枢纽如IL-6、TNF-α和血管内皮激活标志物(ANGPT2、VWF)在CRS进展中起核心作用。

讨论/展望

该CRS模型首次将AOP框架与疾病图谱(disease maps)结合,支持FAIR原则(可查找、可访问、可互操作、可重用),并通过MINERVA平台实现数据动态可视化(如临床 cytokine 峰值与CRS分级关联分析)。未来可扩展代谢物(如ω-3脂肪酸)机制,或开发多层图谱以细化细胞内信号细节。

应用价值

模型已用于解析临床试验数据(如Teachey等研究的CAR-T患者血清细胞因子谱),证实IL-6、IFN-γ等与CRS严重程度显著相关。其价值在于:

  • 指导非临床安全性评估(如改进细胞因子释放试验CRT);

  • 识别组合疗法风险;

  • 为感染(如SARS-CoV-2)相关CRS研究提供参考框架。

结论

CRS Map作为首个整合免疫疗法CRS机制的数字化模型,为跨领域专家提供了从分子机制到临床表型的探索工具,有望优化免疫治疗安全性并推动精准干预策略。

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