摘要
急性移植物抗宿主病(aGVHD)是一种罕见但严重的肝移植并发症。它是由移植后不久移植物中供体免疫细胞对宿主的激活引起的,但致病因素尚不清楚。在这里,我们发现供体T细胞的人T细胞嗜淋巴病毒I型(htlv1)感染与lt后的aGVHD高度相关。从7名aGVHD患者和17名对照组患者的发现队列中,htlv1在外周血和组织样本中的存在,通过杂交探针(TargetSeq)、大规模细胞术(CyTOF)和多重免疫组织学(IMC)进行了评估。我们所有7例aGVHD患者IMC均显示可检测到HTLV-1 Tax信号。我们基于Y染色体特异性遗传标记EIF1AY识别供体来源的细胞。因此,我们证实了CD4的存在+税+EIF1AY+T细胞与税收+CD68+EIF1AY+抗原呈递细胞,提示HTLV-1感染供体免疫细胞。在400名患者的独立队列中,我们证实HTLV-1流行与aGVHD发病率相关,而对照病毒中没有显示出显著的相关性。因此,我们的发现为肝移植相关aGVHD的病因病理学提供了新的见解,并提高了在移植前预防aGVHD的可能性。
介绍
移植物抗宿主病(GVHD)是指宿主的主要组织相容性复合体(MHC)激活移植物中的供体免疫细胞,从而对宿主组织和器官造成的免疫损伤。1,2.这是一种比典型排斥反应更强烈的排斥反应,破坏宿主的皮肤和粘膜屏障,导致严重感染,最终致命的感染性休克。从发病到死亡,病程可在两周以内3..一般来说,GVHD可分为急性(aGVHD)和慢性(cGVHD)两种类型,这取决于疾病是在移植后第100天之前还是之后出现4.与接受造血干细胞移植(HSCT)患者aGVHD的高发生率(20-80%)相反5,6,实体器官移植(如肝移植)的发病率要低得多(0.1-2%)。7.然而,伴有aGVHD的LT患者的死亡率高达80-100%8,而移植受者在一年内的总体死亡率为9.4%9.在各种实体器官移植中,GVHD发病率低,死亡率高。然而,目前还缺乏理论来解释这一问题10.
20多年前,供体来源的T细胞被确定为GVHD的主要原因11.大量供体来源的T细胞的引入导致了HSCT患者GVHD的高发5,6而LT患者只接受了一小部分供体免疫细胞。当移植肝时,109−1010供者来源的免疫细胞被转移到受体体内,包括T细胞、B细胞、自然杀伤细胞(NK细胞)和单核细胞12.在某些情况下,这些细胞可以在手术后3到100天在受体的外周血和骨髓中检测到,这与aGVHD的发病时间相匹配13.任何将存活的异基因淋巴细胞转移到受者体内的移植都有发生GVHD的潜在风险,例如输血相关的GVHD14,15.
aGVHD发展的关键过程是抗原提呈细胞(APC)与相应的宿主MHC或小组织相容性抗原(miH)肽激活供体来源T细胞上的T细胞受体(TCR)16.捐赠者CD8+单独的T细胞可以通过识别MHC类I分子的差异诱导GVHD,而CD4+T细胞通过识别MHC II类分子诱导GVHD10,17,18.T细胞是引起靶组织细胞死亡的主要效应因子,由各种细胞毒性作用介导10.作为一种致病性和嗜t细胞的人逆转录病毒,人t细胞嗜淋巴病毒I型(HTLV-1)可以感染CD4并使CD4细胞永生化+T细胞19,20..在在猕猴、兔子和人化小鼠中建立的不同HTLV-1感染动物模型中,该病毒可导致致命的CD4+t细胞扩张21,22,23.值得注意的是,骨髓-肝脏-胸腺(BLT)小鼠模型容易发生aGVHD,这与血液中HTLV-1 RNA水平升高有关21.HLA匹配在HSCT前进行,以避免大量供体来源的T细胞攻击宿主,而HLA匹配在肝移植中不是强制性的。一般来说,即使HLA在供体和受体之间不匹配,在LT中供体淋巴细胞的比例也太小,无法诱导aGVHD。此外,HLA不匹配与LT结果或排异率无关24,25.在HSCT中,组织损伤和GVHD似乎是相互的因果关系26,27,28.然而,在lt中,没有常规化疗引起的组织损伤,触发和诱导供体来源的T细胞扩增以发展aGVHD的危险因素仍然未知,这是我们的重点。
在本研究中,我们假设病毒感染在LT中发挥了扩大供体来源的T细胞的作用,这可能被aGVHD过程中严重的真菌和细菌感染所掩盖。从2015年到2020年,在我们中心的3763例肝移植受者中,确定了7例aGVHD患者为DCD(循环性死亡后供体)受者。因此aGVHD的发生率为0.18%(7/ 3763)。为了揭示与发展aGVHD相关的隐源性感染,我们设计了一种针对8种非嗜肝病毒的鸡尾酒探针。结果,在所有7例aGVHD患者中均明确发现HTLV-1感染。此外,多重免疫组织学(IMC)结果证实了供体来源的CD4+T细胞因HTLV-1感染而增加。此外,大规模细胞术(CyTOF)和IMC结果的联合分析表明agvhd特异性Tax+CD68+APCs吸收HTLV-1并传递病毒和免疫信号。因此,我们的研究表明HTLV-1参与了aGVHD的整个过程。
结果
HTLV-1仅在肝移植后aGVHD患者中发现
为了揭示与aGVHD发展相关的隐基因感染,我们采用TargetSeq检测了aGVHD组的两名患者(ID139和ID141)和对照组的17名患者的样本中的病毒感染(图2)。1).详细的患者信息和分组原则在方法和材料中描述(表S1).在aGVHD组中,由于样本收集的限制,仅获得了两名患者的外周血、皮肤或肝脏活检组织(图2)。2).同样,从对照组采集外周血和疾病相关病变组织标本,包括肝组织、感染部位组织和肝肿瘤肺转移灶(图2)。2和表S1).TargetSeq使我们能够确定病毒(HHV-6A、HTLV-1、HTLV-2、HTLV-4、EBV、腺病毒、巨细胞病毒和细小病毒-1)的存在,特别是病毒是否处于潜伏感染阶段29.潜伏感染是指病毒DNA已经整合到宿主基因组中,病毒在人体内实现持续性和终生感染,并参与各种并发症的发病机制的一种方式30..在aGVHD组和对照组中,HTLV-2和HTLV-4均未检测到,因此被排除在后续分析之外(图2)。2).在所有aGVHD样本中检测到HHV-6A和HTLV-1,而在部分aGVHD样本中检测到EBV和腺病毒(图2)。2).在139例患者的肝活检组织和皮肤组织中均发现HTLV-1、HHV-6A和腺病毒的病毒宿主基因整合,而EBV仅在肝活检组织中存在整合。同时,仅在141例患者的肝活检组织中检测到HTLV-1、HHV-6A和EBV的病毒宿主基因整合(图2)。2 a, B).通过Fisher精确检验比较各组间病毒的存在,并采用Benjamini-Hochberg校正(图2)。2摄氏度).与对照组相比,aGVHD组HTLV-1阳性患者的百分比显著升高(经调整后)p值= 0.0406)(图2摄氏度).在aGVHD样品中均未检测到细小病毒1和巨细胞病毒。此外,在对照组患者的外周血或组织样本中未检测到HTLV-1,这与aGVHD组相比,该病毒在所有样本中均被检测到(图2)。2a c d).虽然在aGVHD组的所有样本中都检测到HHV-6A,但在对照组中也存在HHV-6A。aGVHD组与对照组之间HHV-6A感染率无明显差异(图2)。2, C).因此,这些结果初步提示了HTLV-1感染与aGVHD发生的相关性。此外,一些病毒在组织感染患者的外周血中未被检测到,这表明同时对组织和外周血进行病毒筛查可能更可靠(图2)。二维).
一个热图描述了来自aGVHD组的2名患者和对照组的17名患者的每个样本中病毒或病毒/宿主整合的检测情况。阴性、阳性和宿主整合结果分别标记为蓝色、黄色和红色。B统计病毒感染病例数和宿主整合数。C计算并比较aGVHD组(N= 2),对照组(N= 17)。所有p数值采用Fisher精确检验计算,并采用Benjamini-Hochberg校正。*p= 0.0406。D在外周血或组织样本中检测到病毒的患者百分比。E热图描述了验证队列中400例患者的基本临床信息,包括年龄、体重指数(BMI)、样本收集时间、术前诊断和伴随疾病。两名HTLV-1感染患者用红色箭头标记,并标注病毒载量。(良性ESLD:良性终末期肝病,恶性LD:恶性肝病,肝移植术后并发症,NC:无伴发疾病。)
为了进一步调查HTLV-1在我们中心的流行情况,验证我们关于HTLV-1感染和aGVHD过程的假设,我们对400例患者进行了独立队列研究,包括肝手术患者、肝移植受者和肝移植供体(表2)S2),于2021年1月至2021年6月进行RT-PCR检测HTLV-1感染。共有2例患者HTLV-1阳性,其中1例为移植供体,1例为肝部分切除术后患者(图2)。2 e).值得注意的是,HTLV-1阳性供体的受体没有感染,因为供体的病毒载量低于可引起病毒感染的最低负荷(9 × 104)31.另1例htlv -1阳性合并丙型肝炎患者因急性肝衰竭术后2天死亡。在该队列的400例患者中,没有人被诊断为aGVHD,也没有HTLV-1阳性受体。因此,我中心无aGVHD患者HTLV-1患病率为0.5%,95%置信区间为[0.01%,1.93%],与报道的0.1% ~ 1%的患病率相吻合32.考虑到这一点,这两种罕见疾病同时出现是巧合的可能性小于10−4使用二项概率计算,提示HTLV-1感染应与LT后aGHVD发展密切相关。
agvhd特异性循环免疫细胞(Tax+CD68+)在外周血中发现APCs特征
由于HTLV-1与aGVHD之间的关系在统计学上得到了支持,因此我们进行了一系列探索性实验,以进一步揭示其潜在的生物学机制。采用大规模细胞术(CyTOF)对来自aGVHD的pmcs进行系统和深入的表型分析(N= 3)和控制(N= 10)患者(图;1 b).在两个不同的时间点从aGVHD患者和一次对照组患者中收集样本。CyTOF面板,包括31个金属同位素标记的抗体(表S4),旨在获得外周血中白细胞的整体概况。该小组包含30个谱系标记,用于区分显著的白细胞亚群和一个标记,用于在细胞水平上追踪HTLV-1感染。主要是一种针对Tax蛋白的金属标记抗体,一种HTLV-1特异性RNA转录增强剂33,34,也被列入了讨论小组。为了表征免疫细胞亚群的表型,采用t分布随机邻居包埋分析在Cytofkit中生成二维图谱35.每个样品至少5 × 103.白细胞(CD45+细胞)进行后续数据分析(图;S1).结果显示,6个aGVHD样本中Tax蛋白信号均为阳性,而对照组10个样本中Tax蛋白信号均为阴性。信号强度的正负比高达50(图。3).
一个这两个直方图显示了CD45中htlv -1特异性Tax信号的强度+数量(图。S1)两组PBMC样本。在aGVHD组中,在发病至死亡之间的T1和T2两个时间点收集3例aGVHD患者的pbmc。对照组10例患者接受肝移植,并在术后并发症发生的一个时间点采集其pbmc。aGVHD患者的pbmc显示高水平的HTLV-1 Tax表达。B对CD45进行t-SNE降维+细胞探索患者间的异质性。色标表示Tax的arcsin变换信号强度。通过手动门控(红圈)标记具有积极Tax表达式的集群,主要出现在aGVHD组中。C表型图和t-SNE描述了30个自动识别的聚类结果。aGVHD组显示与对照组不同的集群分布。税收+亚种群用空心红圈标记(表S6).D热图描绘了七税细胞标记物的中位表达+亚种。的HLA-DR+亚种群由一个中空的红色矩形标记。颜色条表示蛋白质的arcsin变换信号强度。E百分比的七税+CD45亚群+比较aGVHD组和对照组的细胞。税+以aGVHD组为主。(中间单核细胞:iMo;非经典单核细胞:ncMo;常规树突状细胞:cDC;CD8+T细胞)。
在无花果。3 b,每个点代表一个细胞,颜色表示Tax蛋白的表达水平。aGVHD组和对照组之间免疫细胞的空间分布不同,提示这些患者的免疫反应不同(图。3 b).然后,我们根据表面标记物的表达与表型将免疫细胞聚成30个簇35(无花果。3 c).aGVHD组和对照组之间的主要不同聚类是Tax+CD68+集群(图。3 b而且S2).根据TargetSeq的结果,HTLV-1感染应该与LT、Tax后aGHVD的发展密切相关+仅在aGVHD组的22-26 #和29-30#细胞中检测到细胞。3 b, C).Tax的细胞表型+集群在表中列出S6.簇23#、25#、29#和30#被分类为CD3−CD19−CD11c+CD123−细胞。其中Cluster 29#为HLA-DR+细胞,可以定义为传统的树突状细胞(cDC细胞)。树突状细胞(DC),构成单核吞噬细胞系统(MPS),被认为是最有效的apc36.因为CD68是人类单核细胞和巨噬细胞的选择性标记物,簇22#,23#和30# (CD3−CD19−CD14−CD16+HLA-DR−CD68+)被认为是非经典单核细胞37.25#簇为中间单核细胞(CD3−CD19−CD14+CD11c+CD16+CD68+).簇24# (CD3−CD19−CD14−CD16−CD11c−CD123−HLA-DR−CD68+)表达CD38等活化标记38和CD6939这表明这些细胞被高度激活。同时,星团26# (CD19 .−CD14−CD3+CD8+税+)的特征是税务+CD8+T细胞(图;3 c, D,而且S2).表型从aGVHD组聚集到7 Tax的细胞数量是对照组的10到100倍+集群(图。3 e).22#, 26#和29-30 #簇的百分比超过5%,在aGVHD样本的白细胞中占据较高比例。长期以来,树突状细胞、单核细胞和巨噬细胞一直被认为是循环和组织中的抗原提呈细胞40,41,42.APC与抗原反应,向CD4呈递MHC II沟槽结合肽+T细胞拥有相同的等位基因,引发免疫反应43.我们的CyTOF结果显示agvhd特异性免疫细胞亚群,尤其是Tax+CD68+装甲运兵车。
“三阳性T细胞”证实为皮肤切片供体来源的T细胞
下面对税收进行分析+免疫细胞亚群在外周血中的分布,进一步应用IMC研究Tax的空间分布+免疫细胞是aGVHD的靶器官之一(图2)。1 c).设计了一个由19个金属同位素标记抗体组成的IMC面板,以获得皮肤病变中免疫细胞的整体概况,并揭示HTLV-1与免疫细胞之间的相互作用(表2)S5).该小组包含两个结构蛋白标记物,13个免疫细胞标记物,一个HTLV-1特异性标记物(Tax蛋白)和一个Y染色体标记物,用于跟踪细胞来源。对aGVHD组所有7例患者的皮损进行IMC。其中4例女性患者(ID139、ID141、ID143、ID144)接受男性供体肝脏。因此,由位于Y染色体上的相应基因表达的真核翻译起始因子1AY -linked (EIF1AY)被靶向用于跟踪女性受体样本中供体来源的细胞44.EIF1AY信号显示在女性样本上(图2)。4模拟),但对男性样本没有影响(图。4种情况).此外,我们还对2例aGVHD患者(ID144和ID145)和2例对照组的血清进行了ELISA检测,aGVHD患者的HTLV-1抗体滴度比对照组高30 ~ 100倍(图2)。S3).
来自7例aGVHD患者的两个独立染色皮肤组织的代表性IMC图像显示,Tax(红色)、DNA(蓝色)和不同的免疫反应标记物重叠。每列显示的通道为:一个税收(红色)/DNA(蓝色);BCD4(绿色)/Tax(红色)/EIF1AY(白色)/DNA(蓝色);CC4d(绿色)/Tax(红色)/EIF1AY(白色)/DNA(蓝色);DCD68(绿色)/Tax(红色)/EIF1AY(白色)/DNA(蓝色)。E税收(红色)/DNA(蓝色);FCD4(绿色)/Tax(红色)/DNA(蓝色);GC4d(绿色)/Tax(红色)/DNA(蓝色);HCD68(绿色)/Tax(红色)/DNA(蓝色)。红色箭头指示多重信号重叠位置,红色方框显示放大的CD4+带有Tax信号的T细胞。景观视图比例尺= 100 μm,放大视图比例尺= 20 μm。
皮肤组织切片中各种免疫细胞与HTLV-1的相互作用如图所示。4.感兴趣区域(ROI)定义为光学显微镜下选择的表皮-真皮交界处淋巴细胞丰富的区域。在aGVHD组每个患者的标本切片中,在细胞核、细胞质和细胞外空间(分泌蛋白)检测到Tax蛋白信号,证实HTLV-1病毒蛋白存在于目标器官,包括皮肤和肝脏。此外,图。4 bCD4、EIF1AY和Tax蛋白信号叠加。在女性受者的所有皮肤切片中都可以发现三重重叠信号(图2)。4罪犯).税收+CD4+细胞也表达CD3,所以Tax+CD4+细胞被定义为CD4+T细胞(图;S4,S5).CD4、EIF1AY、Tax蛋白信号叠加显示aGVHD的效应T细胞为“三阳性T细胞”,为供体来源和htlv -1感染CD4+T细胞。无花果。4 c、G在浸润皮损的免疫细胞中显示大量C4d表达,并显示Tax和C4d蛋白共表达。C4d由抗原-抗体反应激活,是器官移植后抗体介导的体液排斥反应的重要标志物,也有报道在GVHD发生后出现45,46,47.这可能是aGVHD进展过程中病毒感染和免疫排斥相互作用的标志48.另外,图中CD68、Tax、EIF1AY的重叠信号。4 d H提示存在供体来源的apc,这与已发表的文献一致49,50,51.此外,我们的结果表明,在CD8中没有检测到Tax的表达+皮肤中的T细胞或B细胞(图。S6).12个谱系标记的单信号图像如图所示。S4,S5,S7,S8.因此,通过标记EIF1AY和Tax, IMC结果再现了HTLV-1与其他免疫细胞,特别是供体来源细胞在aGVHD发病过程中的相互作用。
为了充分展示发现队列中多种方法评估的HTLV-1检测结果,表中列出了HTLV-1的阳性率和特异性检测信息1和表S1.通过跟踪临床记录,我们整合了发现队列中所有24例患者的HHV-6A、EBV、腺病毒、巨细胞病毒和细小病毒-1的PCR检测结果,并对两组进行统计学分析(表2)1).经Fisher精确检验,并经Benjamini-Hochberg校正,对照组与aGVHD组HTLV-1检测阳性率差异有统计学意义(调整后)p值< 0.0001)。四种方法交叉验证了所有且只有7例aGVHD患者感染了HTLV-1。
CD68+aGVHD患者皮肤切片中单核吞噬细胞亚群
税后认定+CD68+通过IMC检测所有aGVHD患者皮肤病变部位APCs的特征,进一步揭示htlv1感染在aGVHD中的作用。皮肤中的主要apc是组织单核吞噬细胞(MNP)亚群,这是两个突出的家族,dc和组织巨噬细胞40.DC又分为常规DC (cDC)和浆细胞样DC (pDC)。cdc、pDCs、单核细胞来源的巨噬细胞(MDM)和组织驻留巨噬细胞分别表达CD11c+HLA-DR+CD68+, CD123+HLA-DR+CD68+, CD14+CD11c−CD68+,和CD14-CD11c−CD68+细胞52,53.IMC在皮损中发现的四种MNPs的表型和分布由三位具有代表性的患者(ID139, ID140和ID145,图。5 a - c).7例GVHD患者的HLA-DR、CD14、CD123、CD68、CD11c单色图像显示核信号如图所示。S7而且S8.DNA、HLA-DR、CD14、CD123、CD68、CD11c的信号及其合并面板如图所示。5 a - c.7例aGVHD患者的MNP表型总结见图。5 d.7例aGVHD患者皮肤切片中均存在巨噬细胞,4例患者(ID139、ID141、ID 142、ID144)存在MDMs, 2例患者(ID140、ID143)皮肤切片中仅存在cdc和pDCs。此外,一些MNPs表达Tax蛋白(图2)。4 d H),这表明它们吸收了HTLV-1,并向外传播病毒和信号。可见aGVHD患者中发现的MNP细胞种类繁多,主要为dc和巨噬细胞,部分为Tax细胞+CD68+与外周血中agvhd特异性细胞亚群一致。皮肤切片的IMC结果再现了抗原提呈反应,并显示了先前在外周血中检测到的、可能迁移到组织中的apc。
来自3名aGVHD患者(ID139、140和145)的两个独立染色皮肤组织的代表性IMC图像显示了7个单一信号一个DNA(蓝色),HLA-DR(红色),CD11c(紫色),CD14(黄色),BCD123(浅蓝色),CD68(绿色)。C七个标记叠加信号。在每一列的图像中显示相同的标记。红色、黄色、绿色和蓝色箭头分别指向单核细胞来源的巨噬细胞(MDM)、巨噬细胞、浆细胞样树突状细胞(pDC)和常规树突状细胞(cDC)。红色、黄色、绿色、蓝色框分别为MDMs、巨噬细胞、pDC、cDC的放大多信号重叠位置。景观视图比例尺= 100 μm,放大视图比例尺= 20 μm。D每一列为每位患者皮肤切片中的单核吞噬细胞(MNP)鉴定。每一行是一个MNP的综合表型,符号+/−表示该MNP在每个患者的皮肤切片中存在/不存在。每一行显示的通道为:巨噬细胞(CD14−CD11c−CD68+);MDM (CD14+CD11c−CD68+);疾病预防控制中心(CD11c+HLA-DR+CD68+);pDC (CD123+HLA-DR+CD68+).
肝脏切片中的HTLV-1特异性信号表明HTLV-1要么是供体来源的,要么是受体预先存在的
为了追踪HTLV-1的来源,我们进一步通过IMC检测移植肝和受者自身肝脏中Tax蛋白的表达。在接受男性捐赠者器官(ID139)的女性患者的肝活检(肝移植)中,在CD68中检测到Tax蛋白+EIF1AY+细胞,这证实了供者来源的HTLV-1感染从肝移植(图;6,4 d而且S9).在原生肝脏(ID139、ID144和ID145)中,在CD68上检测到Tax蛋白+细胞在原生肝脏部分,表明在这些患者中存在预先存在的HTLV-1感染(图。6).对于ID140和ID141患者,肝移植上Tax蛋白信号呈阳性(图14)。6),但在原生肝脏上呈阴性(图。6 b),提示手术后感染HTLV-1,可能是供体来源。在骨髓切片或其他肝组织中未发现HTLV-1感染。6 b).这些结果初步揭示了病毒感染途径,无论是供体来源或受体预先存在。
讨论
在本研究中,我们通过预先合成的TargetSeq、CyTOF和IMC,从所有agvhd诊断患者的外周血样本、新鲜组织切片、福尔马林固定和石蜡包埋(FFPE)组织切片中检测htlv1 cDNA和htlv1特异性Tax蛋白。HTLV-1感染与aGVHD发生之间的关联已通过统计分析确定。此外,CyTOF发现了agvhd特异性循环税+CD68+免疫细胞,包括单核细胞和树突状细胞。综合分析CyTOF和IMC结果,重现了lt后aGVHD期间的抗原呈递反应。皮肤中部分MNPs(主要是DCs、MDMs和巨噬细胞)共表达Tax和CD68蛋白。它解释了APCs从外周血迁移到皮肤损伤,在此过程中,它们携带HTLV-1并传递病毒和免疫信号。最重要的是,我们通过IMC发现了致病的宿主靶向T细胞,即“三阳性T细胞”。我们的结果证实了供体来源CD4的存在+这些发现将aGVHD的发生与病毒感染联系起来,为aGVHD的防治提供了新的视角。
HTLV-1是一种类似于HIV的高致病性病毒,但由于其地理分布和潜伏期长,HTLV-1没有得到足够的重视20..与HIV引起T细胞死亡相反,HTLV-1可以有效地感染T细胞,维持它们的生长,并通过Tax蛋白诱导的kappa b特异性蛋白使它们永生19,20..HTLV-1 Tax蛋白的表达诱导T细胞促进因子IL-2、IL-4、IL-6、T细胞端粒酶、Tax/rex mRNA的表达增强,T细胞凋亡因子Bim(促凋亡蛋白)的表达降低,导致T细胞过度增殖(一般为CD4)+以及IL-2R和IL-2基因的无限表达19,20..HTLV-1感染引起的T细胞无限增殖作用于人体免疫系统,成为排斥反应的增强剂54,55.因此,HTLV-1病毒感染可能会扩大T细胞,可能对宿主和供体都是如此,导致宿主对移植物和移植物对宿主排斥的潜在趋势。
HTLV-1感染的确认和预防取决于移植的围手术期准备。当含有原病毒的细胞数量超过9 × 10时,就会发生病毒感染431.由于HTLV-1的低感染率和地域限制,许多移植中心没有常规筛查HTLV-1,导致忽视了病毒感染。在我们的研究中,无论HTLV-1感染源(供体来源、既往病史或输血)如何,供体T细胞都会扩增。致命的CD4+T细胞的扩增被认为是aGVHD发生和发展的基础。因此,我们的数据表明,捐赠者、受者和血液供应源应在手术前进行严格的HTLV-1感染检测,以防止器官受者中T细胞的无序增殖。本研究初步揭示了肝移植后aGVHD患者HTLV-1病毒感染的特异性,因此更广泛的多中心研究HTLV-1与aGVHD之间的关系将是有益的。简化HTLV-1感染的诊断策略和抗逆转录病毒治疗将对lt后aGVHD的预防和治疗发挥积极作用。同时,它解释了人类各种病毒危害之一,并呼吁对病毒相关淋巴细胞疾病进行更多的研究。
方法
伦理、分组原则和人体样本采集
本研究由上海交通大学医学院仁济医院伦理审查委员会批准(临床试验注册号:KY2019074)。所有患者样本均在IRB监督下知情同意获得。
将DCD接受者分为aGVHD组和对照组。aGVHD组由7名在2015年至2020年期间被诊断为aGVHD的患者组成。对照组由17名受者组成,包括移植后排斥反应患者(N= 4)、移植后感染患者(N= 3),移植后正常恢复受者(N= 4)、术前患者(N= 6)。对于aGVHD、移植后排斥反应或移植后感染的患者,在疾病进展期间收集样本。术前采集术前对照患者标本。本研究评估的患者id、临床信息和分组列在表中S1.在2021年1月至2021年6月期间招募了400例独立队列患者,包括肝脏手术患者、受体和肝移植捐赠者(表2)S2).
对于TargetSeq检测,从aGVHD组的2例患者(ID139和ID141)和对照组的17例患者中收集新鲜样本,包括受皮疹影响的皮肤、外周血以及肝脏、肠、心室壁和肺的活检组织(表1)S1).
为了进行CyTOF和后续分析,我们从3名aGVHD患者(ID139, ID 140和ID 141)和对照组的10名患者(包括移植后排斥反应患者(N= 4)、移植后感染患者(N= 3),以及移植后正常康复患者(N= 3)。aGVHD组在发病和死亡之间的两个不同时间点收集pbmc。对照组只收集一次pbmc。
IMC的标本是来自7例aGVHD患者的天然肝脏、皮损、肝活检(移植组织)和骨髓的FFPE切片(表2)S1).自体肝脏的FFPE切片是在移植手术期间收集的,其他标本是在aGVHD进展期间收集的。
TargetSeq非嗜肝病毒的检测
新鲜样本(N= 37)来自aGVHD患者和对照组患者,包括皮肤病变、外周血以及肝脏、肠道、心室壁和肺的活检组织(表S1).RNA由Pre-NAT全自动系统(PerkinElmer, Massachusetts, USA)提取。靶向非嗜肝病毒的捕获探针(TargetSeq, iGeneTech, Beijing, China)是基于液相芯片的RNA探针(图2)。1).靶向病毒包括人类疱疹病毒6a (HHV-6A)、eb病毒(EBV)、腺病毒、细小病毒-1、巨细胞病毒(CMV)、HTLV-1、HTLV-2和HTLV-4。根据从NCBI GenBank数据库中获得的每个病毒的全基因组序列,设计探针板用于靶区测序(表2)S3).对于RNA病毒,以逆转录合成的cDNA为模板设计探针。TargetSeq能够捕获目标病毒的全长序列和相应的基因组整合区域。
RT-PCR检测HTLV-1
采用Pre-NAT全自动系统(PerkinElmer, Massachusetts, USA)采集外周血,提取RNA。HTLV-1 RNA检测采用人t细胞淋巴瘤病毒1型(HTLV-1)探针qRT-PCR试剂盒(亚吉生物,中国上海),按照试剂盒说明书在ABI 7500实时PCR系统(赛默飞世尔科技,美国加州)中进行。每个反应混合液中含有10 μL缓冲液、2 μL酶混合液、2 μL正反引物混合液、1uL探针溶液和5 μL标本。热循环参数为:50℃逆转录30 min, 94℃预变性10 min, 94℃15 s, 60℃1 min,循环40次。
抗体制备
本研究中使用的抗体及相应的生产商和浓度列于表中S4和表S5.金属偶联抗体购买或使用Maxpar ×10抗体标记试剂盒制备(Fluidigm Sciences, San Francisco, USA)。偶联后,将抗体储存在Candor PBS抗体稳定液(Candor Bioscience, Wangen, Germany)中4℃。
用于大规模细胞术检测的pmcs的制备和染色
用Ficoll-Paque PLUS (Amersham Biosciences, Piscataway, USA)进行密度梯度离心分离pbmc(图2)。1 b).淋巴细胞提取后,用顺铂(5 μM)悬浮液处理细胞,用多聚甲醛(PFA;终浓度1.6%)。细胞用30种抗表面蛋白的金属同位素偶联抗体鸡尾酒染色S4).表面蛋白染色后,用转录因子渗透试剂盒(eBioscience, Santiago, USA)处理细胞,然后在室温下用抗tax抗体染色30分钟(表2)S4).细胞核用1:4000稀释后的1ml染色191红外/193Ir DNA插入器(Fluidigm Sciences,旧金山,美国)与Maxpar Perm-S Buffer (Fluidigm Sciences,旧金山,美国)在4°C过夜。
用于IMC检测的aGVHD组织切片的制备
组织切片取自仁济医院的宿主肝脏、皮肤、骨髓活检和移植肝活检的FFPE组织块(图2)。1 c).组织载玻片在二甲苯(Adamas-beta,上海,中国)中脱蜡,并在分级乙醇(Adamas-beta,上海,中国)系列中再水化。然后,将它们在95°C的预热回收溶液(R&D Systems, Boston, USA)中孵育30分钟,冷却至室温。然后用3% BSA (Macklin, Shanghai, China)在DPBS (Gibco, San Francisco, USA)中在室温下阻塞组织切片45分钟。抗原提取后,用含有19个金属同位素标记抗体的抗体鸡尾酒培养组织载玻片(表2)S5)针对免疫细胞标记物和Tax,在4°C的湿润室中过夜。对于核染色,每个切片在室温下用100µL 1:60稀释染色30分钟191红外/193Ir DNA插入器(Fluidigm Sciences, San Francisco, USA)与DPBS。
海量细胞仪检测及后续分析
在Helios (Fluidigm, San Francisco, USA)上采集数据后,用4个标准EQ珠进行归一化(图2)。1 b).在CytoBank在线平台(www.cytobank.org).用一系列门选择单细胞和CD45+如图所示。S1.设置降维参数,利用R包Cytofkit应用表型图进行降维35.为了减小测量中的噪声,我们选择了尺度因子为5的ArcSinh变换作为变换方法。
IMC检测及后续分析
使用Hyperion激光扫描模块(Fluidigm, San Francisco, USA)与Helios细胞仪耦合获得图像(图2)。1 c).Fluidigm的CyTOF v6.7软件生成a.m mcd文件和a.txt文件。使用MCD Viewer v1.0软件进行图像处理和可视化。
ELISA的文章
在诊断aGVHD后采集患者(ID:144和145)血清样本。血液样本离心5分钟,分离血清。血清保存于-80℃。所有样品均采用HTLV-I ELISA试剂盒(KNUDI,中国泉州)进行检测。所有操作均按照试剂盒说明书进行,并使用微量滴度板阅读器(BioTek, Winooski, USA)在450nm处测量光密度。
统计分析
采用Fisher精确检验检验组间HTLV-1阳性率的差异,采用Benjamini-Hochberg调整控制假发现率。的调整p值<0.05为有统计学意义。在无花果。S3,采用Mann-Whitney检验计算组间HTLV-1阳性率的差异。
报告总结
有关研究设计的进一步资料,请参阅自然组合报告摘要链接到这篇文章。
数据可用性
本研究的TargetSeq和CyTOF探测数据集可在Zenodo (https://doi.org/10.5281/zenodo.7333323而且https://doi.org/10.5281/zenodo.7333412).原始图像文件可在Zenodo (https://doi.org/10.5281/zenodo.7333438).源数据提供了这篇论文。
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确认
我们感谢何志明教授(美国加州大学洛杉矶分校)的指导,感谢魏齐医生和郑杰医生(上海第十人民医院病理科)对我们进行免疫组化的帮助,感谢纪勇教授(复旦大学附属中山医院)对我们进行病理诊断。感谢苏文琼博士和王爱婷女士(上海交通大学)的技术支持。本研究得到国家自然科学基金(81871448)的资助。基金受益人:X.D.
作者信息
作者及隶属关系
贡献
概念化,C.S.和Y.L.;方法学,c.s.y l.b w和q.x;调查,Y.L.和C.S.;形式分析;写作-原稿,C.S.和Y.L.;写作——回顾&编辑合著,X.D, J.Z, Y.Q, Y.D, Z.Z.和新墨西哥州;可视化,Y.L.;资源,c.s., t.l.和z.z;资金收购,X.D, J.Z,和q.x。监督,X.D和q.x
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引用本文
沈超,李勇,王B。et al。HTLV-1感染供体来源的T细胞可能促进肝移植后急性移植物抗宿主病。Nat Commun13, 7368(2022)。https://doi.org/10.1038/s41467-022-35111-w
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