纳他珠单抗治疗后多发性硬化与进行性多灶性白质脑病中的脑免疫细胞组成：一项免疫组织化学队列研究

《Neurology Neuroimmunology & Neuroinflammation》：Brain Immune Cell Composition in Multiple Sclerosis and Progressive Multifocal Leukoencephalopathy After Natalizumab: An Immunohistochemical Cohort Study

　　

背景与目的：纳他珠单抗（natalizumab）治疗多发性硬化（multiple sclerosis, MS）可增加进行性多灶性白质脑病（progressive multifocal leukoencephalopathy, PML）风险，并可能改变中枢神经系统（central nervous system, CNS）内淋巴细胞的分布。组织驻留记忆CD8+ T细胞（tissue-resident memory CD8+ T cells, T_RM CD8+）依赖CD4+ T细胞的激活，在抗病毒防御中至关重要，可能参与JC病毒（JC virus, JCV）的控制。因此，研究人员调查了MS患者经纳他珠单抗治疗后以及纳他珠单抗相关PML患者中的淋巴细胞浸润情况，以评估抗病毒免疫与临床结局。方法：对MS患者（n = 34）、PML患者（n = 27，包括有及无纳他珠单抗暴露史者）以及健康对照（n = 11）的脑活检和尸检标本进行荧光免疫组织化学分析。检测指标包括CD103+（T_RM）CD8+、总CD8+及CD4+ T细胞、CD209+树突状细胞以及JCV感染细胞。细胞密度与改良Rankin量表（modified Rankin Scale, mRS）和扩展残疾状态量表（Expanded Disability Status Scale, EDSS）评估的临床结局进行相关性分析。结果：既往接受纳他珠单抗治疗的MS患者正常表现白质（normal-appearing white matter, NAWM）中T_RM CD8+ T细胞数量保持稳定，与健康对照水平相当。相比之下，无论是否暴露于纳他珠单抗，MS患者CD4+和CD8+ T细胞均升高，且在停药超过35天后进一步增加，提示免疫恢复可能降低PML风险，尤其在延长给药间隔（extended-interval dosing, EID）情况下。在PML病灶中，T_RM CD8+ T细胞丰富，且纳他珠单抗相关PML显示出与炎性PML病灶（>500 T细胞/mm²）相当的浸润，表明强烈的局部免疫激活。约4个月纳他珠单抗停药后，观察到明显的病毒清除，且较高密度的T_RM CD8+和总CD8+ T细胞与更好的临床结局相关。讨论：T_RM CD8+ T细胞似乎是CNS抗病毒防御的核心，且在纳他珠单抗治疗期间基本保持完整。尽管纳他珠单抗限制T细胞迁移，但停药后CD4+和CD8+ T细胞的上升表明免疫重建可能增强T_RM CD8+的激活。在纳他珠单抗相关PML中，强烈的T细胞浸润存在以及停药后病毒载量下降，凸显了恢复局部免疫对有效JCV控制的重要性。较高密度的T_RM CD8+和总CD8+ T细胞与更好的临床结局相关，提示其在病毒清除和恢复中的贡献。

该研究旨在探究纳他珠单抗治疗对多发性硬化患者中枢神经系统免疫细胞组成的影响，以及其在进行性多灶性白质脑病发生发展中的作用机制。多发性硬化是最常见的中枢神经系统慢性炎症性疾病，也是导致年轻成人不可逆神经功能障碍的主要原因，其病理机制涉及自身反应性T细胞与胶质细胞及神经元/轴突相互作用驱动的脱髓鞘。纳他珠单抗是一种人源化单克隆抗体，通过靶向循环淋巴细胞和单核细胞上表达的α4β1整合素的α4亚基，阻断其与血管内皮细胞上血管细胞黏附分子1（vascular cell adhesion molecule 1, VCAM1）的相互作用，从而阻止CD4+和CD8+ T细胞等炎性细胞进入中枢神经系统，减少中枢炎症、MRI新病灶形成和临床复发。然而，该治疗与PML风险增加相关。PML是由潜伏JC病毒再激活引起的机遇性病毒感染，目前尚无获批的抗病毒疗法，免疫功能重建是病毒防御的关键。

本研究利用福尔马林固定石蜡包埋的脑组织标本，包括34例MS患者（其中17例接受抗α4治疗，主要为纳他珠单抗，1例为菲拉特格司特[firategrast]；17例未接受此类治疗）、1例视神经脊髓炎谱系疾病（neuromyelitis optica spectrum disorder, NMOSD）患者、27例PML患者（其中9例为纳他珠单抗相关PML，18例为非纳他珠单抗、非MS PML，后者进一步分为11例非炎性PML和7例炎性PML）以及11例年龄匹配的健康对照的脑活检和尸检材料。研究人员采用荧光免疫组织化学方法检测脑组织中T_RM CD8+ T细胞（CD103+ CD8+）、总CD8+ T细胞、CD4+ T细胞、CD209+树突状细胞及JCV感染细胞的密度，并利用QuPath软件进行细胞定量分析，病毒感染的细胞采用40倍光镜下形态计量网格手动计数，均以细胞/mm²表示。临床数据包括EDSS和mRS评分，统计分析采用Kruskal-Wallis检验、Mann-Whitney检验及双尾Spearman秩相关分析。

研究背景部分指出，尽管纳他珠单抗通过阻断T细胞入脑有效控制MS病情，但其与PML的关联机制尚不明确。TOUCH研究显示超过4周的延长给药间隔可使PML相对风险降低94%；每年12周的给药中断也可能减少PML风险而不增加MS疾病活动度，提示延长间隔可能允许免疫系统充分恢复以产生中枢抗病毒免疫应答。组织驻留记忆T细胞（tissue-resident memory T cells, T_RM T细胞）是提供局部长期保护的长寿命细胞，其中CD8+细胞毒性T_RM T细胞是中枢神经系统中T_RM T细胞的主要群体，在抗病毒免疫中发挥关键作用。这些细胞表面表达CD103以阻止组织迁出，形成静止驻留状态；其激活需要再循环CD4+ T细胞的支持。CD209+树突状细胞作为抗原呈递细胞也可激活抗原特异性CD8+和CD4+ T细胞，先前报告提示该细胞减少可能参与纳他珠单抗治疗后PML的发病机制。

研究结果部分包括以下要点：

MS患者队列分析：纳他珠单抗治疗对T细胞亚群的影响——研究人员首先分析了纳他珠单抗治疗后MS患者NAWM中的T细胞浸润以评估可能导致PML易感性改变的固有变化。T_RM CD8+ T细胞在健康对照NAWM中存在（中位数5.7细胞/mm²），MS患者无论是否接受纳他珠单抗治疗（分别为5细胞/mm²和6.5细胞/mm²）均无显著差异；停药≤35天与>35天比较亦无显著增加（3.7 vs 8.45细胞/mm²，p = 0.5），表明T_RM CD8+ T细胞在纳他珠单抗治疗期间保持稳定。CD4+ T细胞在MS患者NAWM中显著高于健康对照（有纳他珠单抗史7.5细胞/mm²、无纳他珠单抗史5.7细胞/mm² vs 健康对照2.7细胞/mm²，p = 0.02），且停药>35天后显著升高（3.5 vs 23.45细胞/mm²，p = 0.02）。CD8+ T细胞呈现相似动态：纳他珠单抗治疗MS患者高于健康对照（38.8 vs 16.9细胞/mm²，p = 0.03），停药>35天显著增高（22 vs 54.5细胞/mm²，p = 0.04），提示免疫重建。MS病灶中T_RM CD8+ T细胞显著高于健康NAWM，但各组间无显著差异，再次证实其稳定性。CD209+树突状细胞在MS患者NAWM和病灶中高于健康对照，但纳他珠单抗治疗与否及停药时间均无显著差异，未支持该药物对此类细胞的直接影响。

PML患者队列分析：炎性浸润、抗病毒防御与临床相关性——T_RM CD8+ T细胞在各PML队列中显著高于健康对照（所有PML：99.5细胞/mm² vs 5.7细胞/mm²，p ≤ 0.0001），炎性非纳他珠单抗PML病灶中位达354.2细胞/mm²，非炎性非纳他珠单抗PML为51.4细胞/mm²，纳他珠单抗相关PML为164.2细胞/mm²，较健康组织增加11-60倍。纳他珠单抗相关PML病灶中CD8+ T细胞浸润显著（490细胞/mm²），与炎性非纳他珠单抗PML（604.2细胞/mm²）相当，高于非炎性PML（140.2细胞/mm²）；CD4+ T细胞呈现平行分布模式。纳他珠单抗停药后纵向分析显示，PML病灶中T细胞炎症持续存在至234天（最晚检测点），NAWM中T细胞数在150天时最高；JCV感染细胞在4个月内急剧下降，此后几乎检测不到。前120天以CD4+ T细胞为主，之后CD8+ T细胞和T_RM CD8+ T细胞占主导。跨队列比较显示纳他珠单抗相关PML病灶病毒负荷低于炎性（p = 0.04）和非炎性（p = 0.002）病灶。临床相关性方面，较高T_RM CD8+ T细胞和总CD8+ T细胞与较低mRS和EDSS评分相关（T_RM CD8+：mRS p = 0.02，r = ?0.54；EDSS p = 0.02，r = ?0.54；总CD8+：mRS p = 0.03，r = ?0.5；EDSS p = 0.03，r = ?0.5），CD4+ T细胞无此相关性。

讨论部分综合了上述发现。研究人员认为T_RM CD8+ T细胞在中枢神经系统局部抗病毒防御中居核心地位，纳他珠单抗治疗期间其数量保持稳定，提示这些长寿命组织驻留细胞持续执行局部免疫监视功能，不依赖外周持续补充。CD4+和CD8+ T细胞在MS患者NAWM中升高，停药≥35天后显著增加，反映了延长给药间隔相关的免疫恢复，证实纳他珠单抗有效阻断淋巴细胞通过血脑屏障进入中枢，同时药物停药后约4周发生免疫系统重建。研究人员据此假设延长给药间隔可能通过允许效应T细胞再现、支持T_RM CD8+ T细胞激活而降低PML风险。关于树突状细胞，研究结果未证实纳他珠单抗对其有直接影响，与此前部分报告不同，需进一步研究澄清。PML病灶分析显示，纳他珠单抗相关PML的T细胞浸润与炎性PML相似，提示停药后有效免疫重建；T_RM CD8+ T细胞在PML病灶中显著扩增，可能招募集活循环CD8+ T细胞放大局部抗病毒应答。CD4+ T细胞早期占优、CD8+ T细胞后期主导的时间模式提示CD4+ T细胞介导的T_RM CD8+ T细胞和CD8+效应T细胞激活促进病毒清除。该动力学可能指导临床估计病毒清除潜力——这与既往报告纳他珠单抗停药后3-6个月脑脊液JCV-DNA完全清除的结果一致。T_RM CD8+和总CD8+ T细胞与更好临床结局的相关性支持其保护作用，但也需警惕过度炎症可能导致组织损伤甚至死亡。

研究结论表明，T_RM CD8+ T细胞在MS患者大脑中于纳他珠单抗治疗后保持ATTR；CD8+和CD4+ T细胞在停药超过35天后增加，其再现可能促进T_RM CD8+ T细胞激活，有助于延长给药间隔乃至年度给药间隙降低PML风险。纳他珠单抗停药后PML患者免疫系统重建约4个月实现显著病毒清除；CD8+ T细胞（包括T_RM CD8+ T细胞）在病毒控制中发挥关键作用且与改善临床结局相关。