抑制CTPS1（CTP合成酶1）可预防GVHD并延迟皮肤移植物排斥：揭示异反应性T细胞应答的差异

《Cell Reports Medicine》：Inhibition of the CTP synthase 1 prevents GVHD and delays skin graft rejection revealing distinct alloreactive T cell responses

　　

异基因造血干细胞移植后发生的急性移植物抗宿主病（acute graft-versus-host disease，aGVHD）与实体器官或组织移植排斥，是由异反应性T淋巴细胞驱动的严重免疫介导并发症。CTPS1是从头合成嘧啶类核苷酸CTP的关键酶，对活化T细胞增殖至关重要。研究人员此前发现CTPS1缺陷患者T细胞经T细胞受体（T cell receptor，TCR）刺激后扩增存在显著缺陷；小鼠T细胞特异性失活Ctps1或应用CTPS1抑制剂可抵御严重自身免疫。当前aGVHD与移植排斥治疗依赖广泛免疫抑制，会带来感染风险增加、移植物抗白血病（graft-versus-leukemia，GVL）效应减弱和免疫重建延迟等问题。本研究在完全MHC错配与半相合造血干细胞移植模型以及皮肤移植模型中，考察T细胞Ctps1失活或选择性CTPS1化学抑制剂的作用。结果显示：Ctps1缺陷T细胞在完全MHC错配与半相合模型中均不能诱导aGVHD，异反应性效应T细胞扩增显著减少；皮肤同种移植物排斥被延迟但未避免，愈合过程可使T细胞不依赖CTPS1介导排斥；特异性CTPS1抑制剂处理可将小鼠从致死性aGVHD中解救。上述结果强调CTPS1在驱动异反应性T细胞应答中的关键作用，并提示其作为aGVHD治疗靶点的潜力。

研究背景方面，异基因造血干细胞移植后的急性移植物抗宿主病（aGVHD）以及器官或组织移植排斥，均由异反应性T淋巴细胞主导。T细胞经异抗原识别后活化、增殖并分化为效应细胞造成组织损伤。CTPS1（CTP synthase 1，CTP合成酶1）负责嘧啶核苷酸CTP的从头（de novo）合成，对DNA复制与活化T细胞扩增必不可少；其在TCR刺激后于活化T细胞中快速高表达。既有研究已提示CTPS1缺陷会导致T细胞扩增障碍，小鼠T细胞Ctps1失活或CTPS1抑制可减轻自身免疫。现有aGVHD与排斥治疗以广泛免疫抑制为主，缺陷在于感染易感性上升、GVL效应受损与免疫重建延迟。因此，亟需可抑制异反应性T细胞又保留必要免疫功能的目标。该论文发表于《Cell Reports Medicine》，研究人员据此在aGVHD与皮肤移植两类临床前模型中评估Ctps1失活及选择性CTPS1抑制剂的价值。

关键技术方法方面，研究人员使用完全MHC错配模型（C57BL/6供体→BALB/c受者）、半相合模型（C57BL/6→B6D2F1，H-2^b/d）、皮肤移植模型（BALB/c皮片→C57BL/6或Rag^?/? C57BL/6）以及P815肥大细胞瘤GVL模型；采用Cd4-Cre，Ctps1^flox/flox小鼠实现T细胞Ctps1失活，以骨髓加纯化脾T细胞过继移植、皮肤移植、Rag^?/?愈合后T细胞回输、CTPS1抑制剂Stp-2与ruxolitinib对照处理；通过流式免疫表型、Ki67增殖、组织学评分、血浆炎症因子、Seahorse线粒体应激与体外挽救通路实验完成评估。

研究结果方面，小标题“CTPS1-deficient T cells are unable to induce aGVHD in a fully MHC-mismatched model”中，研究人员在完全MHC错配模型中移植骨髓与纯化T细胞，发现CTPS1 proficient T细胞致超急性aGVHD，第7至8天死亡；CTPS1 deficient T细胞受者存活至100天，体重恢复且靶器官无损伤，说明超急性aGVHD完全依赖CTPS1，T细胞扩增被阻断则aGVHD不发生。

小标题“CTPS1-deficient T cells suppress aGVHD induction but impair GVL activity in a haploidentical model”中，半相合模型里CTPS1 proficient组4周内半数死亡，伴体重下降、皮肤结肠肝脏损伤、效应记忆与耗竭表型及TNF-α、MCP-1、IFN-γ升高；CTPS1 deficient组无死亡、嵌合正常、T细胞偏初始表型、炎症消退。GVL模型中CTPS1 deficient T细胞不能清除P815白血病细胞，证明CTPS1对aGVHD与GVL均关键。

小标题“CTPS1-deficient T cells are capable of rejecting skin allografts”中，C57BL/6接受BALB/c皮片时，proficient组第21天全部排斥，deficient组延迟至第26天；第9天组织学显示deficient组浸润靠边缘、表皮结构保留，Ki67⁺ T细胞更少，提示愈合相关中性粒细胞与组织修复占优势，异反应扩增减弱但未消失。

小标题“CTPS1-deficient T cells exhibit a slower and weaker rejection response to healed skin allografts”中，Rag^?/?小鼠先耐受愈合皮片再回输T细胞：proficient组第13天排斥，deficient组第13天无排斥、第36天出现真皮单核浸润与移植物退缩；体外坏死细胞或胞苷可挽救deficient T细胞增殖，说明愈合释放的CTP/胞苷前体经补救（salvage）通路补偿Ctps1缺失。

小标题“Chemical inhibition of CTPS1 reduced aGVHD in a fully MHC-mismatched model”中，完全错配模型用Stp-2每日皮下给药，约30%存活超40天，靶器官损伤轻；ruxolitinib对照效果相近，证明药理抑制CTPS1可减轻超急性aGVHD但非完全阻断。

讨论部分总结：研究人员指出aGVHD依赖CTPS1驱动效应T细胞增殖爆发；皮肤排斥属渐进异免疫，低量T细胞即可，且可借CTP salvage、记忆T细胞或CTPS2等不依赖CTP从头合成的机制完成。Stp-2选择性优于JAK1/2抑制剂ruxolitinib的广泛作用，但药理抑制未达基因缺失效果，联合免疫抑制或时序给药可能保留GVL并控aGVHD。皮肤模型局限不等于其他器官移植结论。

结论部分翻译：研究人员证明CTPS1在调控异反应性T细胞应答中具有关键作用。研究结果还提示，药理学靶向CTPS1可通过选择性抑制异反应性T细胞增殖、同时最小化脱靶效应，在移植领域带来获益。由于靶向CTPS1的抑制剂目前已进入难治性T细胞淋巴瘤临床试验，该策略有望迅速在人类中评估。