神經(jīng)炎癥是對神經(jīng)組織損傷的一種復(fù)雜生物反應(yīng)，它在神經(jīng)退行性疾病中起著關(guān)鍵作用。然而，由于細胞因子產(chǎn)生的異質(zhì)性和異常的細胞因子特征，可能很難對其評估。
 

 

為此，IsoPlexis開發(fā)了創(chuàng)新性的單細胞蛋白質(zhì)組學(xué)平臺，可以對每個細胞的功能進行定義，從而深入探討神經(jīng)免疫作用機制，以加速開發(fā)更有效的治療。

 

如果僅僅是對細胞表面表型或RNA轉(zhuǎn)錄水平分析，可能會錯過發(fā)現(xiàn)胞外和胞內(nèi)的功能表型差異，從而無法揭示患者反應(yīng)的生物學(xué)驅(qū)動因素。

 

傳統(tǒng)蛋白檢測技術(shù)往往只能分析樣本中所有細胞分泌的蛋白平均水平，而IsoPlexis技術(shù)通過定義每個細胞的功能表型，可發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)方法無法發(fā)現(xiàn)的細胞個體差異，從而揭示神經(jīng)炎癥和神經(jīng)毒性的細胞功能機制。已有研究表明，每個異質(zhì)性免疫細胞產(chǎn)生的某些特定細胞因子對于疾病發(fā)生發(fā)展至關(guān)重要。IsoPlexis單細胞功能蛋白組學(xué)技術(shù)有助于實現(xiàn)單細胞水平上的神經(jīng)炎癥特征分析。

 

下面我們將重點介紹利用我們的技術(shù)解決的三個挑戰(zhàn)/應(yīng)用：

 

應(yīng)用1 - 了解神經(jīng)炎癥的疾病進展機制

功能表型揭示了額顳葉變性（FTLD）患者的外周血單核細胞差異

 

由于免疫細胞的功能異質(zhì)性和免疫反應(yīng)的復(fù)雜性，找到一種可以預(yù)測免疫治療效果和不良反應(yīng)的生物標(biāo)志物往往非常困難。使用IsoCode單細胞芯片與蛋白質(zhì)條形碼技術(shù)，研究人員可以對單個活細胞分泌的多達30+種蛋白質(zhì)進行分析，從而準(zhǔn)確評估每種免疫細胞的多功能異質(zhì)性。

 

IsoCode單細胞芯片

 

通過IsoPlexis單細胞分泌蛋白質(zhì)組技術(shù)研究FTLD疾病機制，揭示：

1.在FTLD患者中CD14+CD16-和CD14+CD16+單核細胞的分泌蛋白組呈現(xiàn)多樣化趨勢。

 

 

2.與健康對照組相比，F(xiàn)TLD患者的單核細胞亞群多功能性顯著增加。

 

 

3.具有獨特細胞因子特征的炎性多功能單核細胞亞群的增加，可能為FTLD特有的外周血免疫病理生物標(biāo)志物奠定了潛在基礎(chǔ)。

 

應(yīng)用2 – 固有免疫在多發(fā)性硬化（MS）發(fā)病機制中的作用

用功能表型評估MS中功能失調(diào)的固有免疫細胞亞群

 

微生物群和固有免疫在多發(fā)性硬化（MS）疾病進展中的作用仍不清楚。有研究報道，與健康人相比，MS患者血液中微生物脂質(zhì)的水平顯著降低，而該脂質(zhì)可以通過TLR2刺激固有免疫細胞，提示MS患者的微生物群固有免疫調(diào)節(jié)功能缺陷。研究人員認(rèn)為，由此產(chǎn)生的TLR2反應(yīng)性增強在MS疾病進展中有重大影響。

圖示：TLR2介導(dǎo)的免疫耐受對MS發(fā)病機制的影響

 

這項研究的目的是利用各種技術(shù)方法來表征MS患者的TLR2反應(yīng)特點。作者比較了26例MS患者和32例健康供者作為對照，發(fā)現(xiàn)研究中50%的MS患者對TLR2刺激的反應(yīng)性增強，而健康對照組僅有9.3%。更重要的是，TLR2反應(yīng)增強的患者中包含高比例的MS惡化患者，其中一部分對適應(yīng)性免疫系統(tǒng)靶向療法無效。這些結(jié)果有助于進一步了解固有免疫在MS中的作用。

 

 

該研究要點：

• IsoPlexis單細胞分泌蛋白組發(fā)現(xiàn)了一種與MS病理和治療相關(guān)的Toll樣受體（TLR），以前從未發(fā)現(xiàn)。

• TLR2反應(yīng)增強的MS患者，有比較大的概率出現(xiàn)疾病惡化。

• 鑒于單核細胞多功能性可以揭示不同形式疾病對治療反應(yīng)的差異性，因而可用于MS患者分層，突顯了單細胞蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的強大。

 

應(yīng)用3 - 神經(jīng)毒性和免疫相關(guān)不良事件（IRAEs）的生物標(biāo)志物

CAR-T細胞回輸患者前的產(chǎn)品指標(biāo)與3級以上細胞因子釋放綜合癥（CRS）有獨特的關(guān)聯(lián)性

 

已有研究報道，CAR-T細胞治療后，IL-15升高和CAR T細胞的擴增與非霍奇金淋巴瘤（NHL）的治療結(jié)局有關(guān)。然而，回輸前CAR產(chǎn)品的T細胞功能與臨床結(jié)局的相關(guān)性尚無報道。

 

在這項研究中，在NHL患者回輸CD19 CAR-T產(chǎn)品前的單細胞蛋白質(zhì)組分析表明，CAR-T產(chǎn)品含有多功能性T細胞亞群，可產(chǎn)生多重免疫反應(yīng)，且回輸前CAR-T細胞產(chǎn)品的T細胞多功能性指數(shù)（PSI）與臨床反應(yīng)顯著相關(guān)。此外，PSI與CAR-T細胞擴增或治療前血清IL-15的升高相結(jié)合，也與NHL患者的臨床結(jié)局顯著相關(guān)。

 

Kite Pharma開發(fā)的CD19 CAR-T細胞治療產(chǎn)品在回輸患者前，

通過IsoPlexis技術(shù)檢測細胞多功能指數(shù)（PSI）示意圖

 

回輸前CAR-T細胞產(chǎn)品的多功能指數(shù)（PSI）與NHL患者的臨床預(yù)后及>3級CRS的相關(guān)性

 

IsoPlexis功能蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的重點以及與CRS的相關(guān)性:

• · IsoPlexis單細胞分泌組揭示了炎癥功能表型結(jié)合CAR峰值或治療前血液中IL-15水平，與3級以上的神經(jīng)毒性（NT）相關(guān)。

• · IL-17A的細胞多功能指數(shù)（PSI）結(jié)合D0天IL-15水平與≥3級NT有顯著相關(guān)性，這表明產(chǎn)生IL-17A的多功能細胞亞群在神經(jīng)系統(tǒng)毒性中的關(guān)鍵作用。

 

• · 外周血單個免疫細胞的分泌譜從根本上影響了對與免疫療法相關(guān)的不良事件發(fā)生機制的理解。

 

全自動免疫細胞單細胞功能解決方案

 

IsoPlexis單細胞分泌蛋白質(zhì)組解決方案通過分析每個免疫細胞的功能性免疫狀況獲取完整的單細胞功能表征，從而發(fā)現(xiàn)更好的生物標(biāo)志物，并加速醫(yī)學(xué)發(fā)展。通過檢測罕見的 "超級細胞 "亞群，以揭示持久性、效價強度、穩(wěn)定性等等的功能性生物驅(qū)動因素。