單細胞蛋白(bái)質組學技術┃攻克神經免疫研究中(zhōng)的挑戰
在我(wǒ)(wǒ)們神經炎症系列文章的第1部分(fēn)，我(wǒ)(wǒ)們強調了神經炎症在神經退行性疾病中(zhōng)的重要性。第2部分(fēn)将繼續探讨我(wǒ)(wǒ)們的單細胞分(fēn)泌蛋白(bái)質組學可以幫助解決的常見挑戰和應用。
回顧上一(yī)篇文章，神經炎症是對神經組織損傷的一(yī)種複雜(zá)生(shēng)物(wù)反應，它在神經退行性疾病中(zhōng)起着關鍵作用。然而，由于細胞因子産生(shēng)的異質性和異常的細胞因子特征，可能很難對其評估。
爲此，IsoPlexis開(kāi)發了創新性的單細胞蛋白(bái)質組學平台，可以對每個細胞的功能進行定義，從而深入探讨神經免疫作用機制，以加速開(kāi)發更有效的治療。
如果僅僅是對細胞表面表型或RNA轉錄水平分(fēn)析，可能會錯過發現胞外(wài)和胞内的功能表型差異，從而無法揭示患者反應的生(shēng)物(wù)學驅動因素。
傳統蛋白(bái)檢測技術往往隻能分(fēn)析樣本中(zhōng)所有細胞分(fēn)泌的蛋白(bái)平均水平，而IsoPlexis技術通過定義每個細胞的功能表型，可發現傳統方法無法發現的細胞個體(tǐ)差異，從而揭示神經炎症和神經毒性的細胞功能機制。已有研究表明，每個異質性免疫細胞産生(shēng)的某些特定細胞因子對于疾病發生(shēng)發展至關重要。IsoPlexis單細胞功能蛋白(bái)組學技術有助于實現單細胞水平上的神經炎症特征分(fēn)析。
下(xià)面我(wǒ)(wǒ)們将重點介紹利用我(wǒ)(wǒ)們的技術解決的三個挑戰/應用：
應用1 - 了解神經炎症的疾病進展機制
功能表型揭示了額颞葉變性（FTLD）患者的外(wài)周血單核細胞差異
由于免疫細胞的功能異質性和免疫反應的複雜(zá)性，找到一(yī)種可以預測免疫治療效果和不良反應的生(shēng)物(wù)标志(zhì)物(wù)往往非常困難。使用IsoCode單細胞芯片與蛋白(bái)質條形碼技術，研究人員(yuán)可以對單個活細胞分(fēn)泌的多達30+種蛋白(bái)質進行分(fēn)析，從而準确評估每種免疫細胞的多功能異質性。
圖示IsoCode單細胞芯片
通過IsoPlexis單細胞分(fēn)泌蛋白(bái)質組技術研究FTLD疾病機制，揭示：
1、在FTLD患者中(zhōng)CD14+CD16-和CD14+CD16+單核細胞的分(fēn)泌蛋白(bái)組呈現多樣化趨勢。
2、與健康對照組相比，FTLD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，可能爲FTLD特有的外(wài)周血免疫病理生(shēng)物(wù)标志(zhì)物(wù)奠定了潛在基礎。2
應用2 – 固有免疫在多發性硬化（MS）發病機制中(zhōng)的作用
用功能表型評估MS中(zhōng)功能失調的固有免疫細胞亞群
微生(shēng)物(wù)群和固有免疫在多發性硬化（MS）疾病進展中(zhōng)的作用仍不清楚。有研究報道，與健康人相比，MS患者血液中(zhōng)微生(shēng)物(wù)脂質的水平顯著降低，而該脂質可以通過TLR2刺激固有免疫細胞，提示MS患者的微生(shēng)物(wù)群固有免疫調節功能缺陷。研究人員(yuán)認爲，由此産生(shēng)的TLR2反應性增強在MS疾病進展中(zhōng)有重大(dà)影響。3
圖示TLR2介導的免疫耐受對MS發病機制的影響，來自Clin Transl Immunol 2013;2(11):e8.
這項研究的目的是利用各種技術方法來表征MS患者的TLR2反應特點。作者比較了26例MS患者和32例健康供者作爲對照，發現研究中(zhōng)50%的MS患者對TLR2刺激的反應性增強，而健康對照組僅有9.3%。更重要的是，TLR2反應增強的患者中(zhōng)包含高比例的MS惡化患者，其中(zhōng)一(yī)部分(fēn)對适應性免疫系統靶向療法無效。這些結果有助于進一(yī)步了解固有免疫在MS中(zhōng)的作用。3
該研究要點：
1.IsoPlexis單細胞分(fēn)泌蛋白(bái)組發現了一(yī)種與MS病理和治療相關的Toll樣受體(tǐ)（TLR），以前從未發現。
2.TLR2反應增強的MS患者，有比較大(dà)的概率出現疾病惡化。
3.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的差異性，因而可用于MS患者分(fēn)層，突顯了單細胞蛋白(bái)質組學技術的強大(dà)。
應用3 - 神經毒性和免疫相關不良事件（IRAEs）的生(shēng)物(wù)标志(zhì)物(wù)
CAR-T細胞回輸患者前的産品指标與3級以上細胞因子釋放(fàng)綜合症（CRS）有獨特的關聯性
已有研究報道，CAR-T細胞治療後，IL-15升高和CAR T細胞的擴增與非霍奇金淋巴瘤（NHL）的治療結局有關。然而，回輸前CAR産品的T細胞功能與臨床結局的相關性尚無報道。4
在這項研究中(zhōng)，在NHL患者回輸CD19 CAR-T産品前的單細胞蛋白(bái)質組分(fēn)析表明，CAR-T産品含有多功能性T細胞亞群，可産生(shēng)多重免疫反應，且回輸前CAR-T細胞産品的T細胞多功能性指數（PSI）與臨床反應顯著相關。此外(wài)，PSI與CAR-T細胞擴增或治療前血清IL-15的升高相結合，也與NHL患者的臨床結局顯著相關。4
圖示Kite Pharma開(kāi)發的CD19 CAR-T細胞治療産品在回輸患者前，通過IsoPlexis技術檢測細胞多功能指數（PSI）示意圖，來自Blood. 2018;132(8):804-814)。
圖示回輸前CAR-T細胞産品的多功能指數（PSI）與NHL患者的臨床預後及>3級CRS的相關性。
IsoPlexis功能蛋白(bái)質組學技術的重點以及與CRS的相關性: 4
1.IsoPlexis單細胞分(fēn)泌組揭示了炎症功能表型結合CAR峰值或治療前血液中(zhōng)IL-15水平，與3級以上的神經毒性（NT）相關。
2.IL-17A的細胞多功能指數（PSI）結合D0天IL-15水平與≥3級NT有顯著相關性，這表明産生(shēng)IL-17A的多功能細胞亞群在神經系統毒性中(zhōng)的關鍵作用。
3.外(wài)周血單個免疫細胞的分(fēn)泌譜從根本上影響了對與免疫療法相關的不良事件發生(shēng)機制的理解。
全自動的免疫細胞單細胞功能表型解決方案
IsoPlexis單細胞分(fēn)泌蛋白(bái)質組解決方案通過分(fēn)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，從而發現更好的生(shēng)物(wù)标志(zhì)物(wù)，并加速醫學發展。通過檢測罕見的 "超級細胞 "亞群，以揭示持久性、效價強度、穩定性等等的功能性生(shēng)物(wù)驅動因素。
請務必關注我(wǒ)(wǒ)們系列文章的第三部分(fēn)。我(wǒ)(wǒ)們将讨論COVID-19患者的神經系統表現以及我(wǒ)(wǒ)們的高度多重性的CodePlex Secretome Solution如何應用其中(zhōng)。
