Table of Contents

Понимание иммунных контрольных точек и аутоиммунного панкреатита

Аутоиммунный панкреатит (АИП) — хроническое воспалительное состояние, при котором иммунная система нацелена на ткань поджелудочной железы, приводя к фиброзу, экзокринной дисфункции, а иногда и эндокринной недостаточности. В отличие от острого панкреатита, вызванного желчными камнями или алкоголем, АИП представляет собой нарушение самотолерантности в поджелудочной железе. Иммунная система полагается на тонкий баланс между активацией против патогенов и ограничением для предотвращения саморазрушения. Иммунные контрольные точки являются центральными для этого баланса, действуя как молекулярные тормоза, которые сдерживают аутореактивные Т-клетки. Когда эти тормоза выходят из строя, или когда экологические или генетические факторы нарушают сигнализацию контрольных точек, поджелудочная железа становится уязвимой для иммуноопосредованного повреждения. Понимание того, как иммунные контрольные точки регулируют аутоиммунитет поджелудочной железы, открывает возможности для таргетной терапии, которая сохраняет функцию поджелудочной железы при сохранении защитного иммунитета.

Что такое иммунные контрольные точки?

Иммунные контрольные точки — это поверхностные рецепторы, экспрессируемые на Т-клетках, антигенпрезентирующих клетках и других иммунных клетках. Они функционируют как отрицательные регуляторы активации Т-клеток, предотвращая чрезмерные иммунные реакции, которые могут нанести вред здоровым тканям. Наиболее широко изученными контрольными точками являются цитотоксический T-лимфоцит-ассоциированный белок 4 (CTLA-4), программируемый белок смерти клеток 1 (PD-1), и его лиганд PD-1. CTLA-4 конкурирует с костимулирующим рецептором CD28 за связывание с CD80/CD86 на антигенпрезентирующих клетках, повышая порог активации Т-клеток. PD-1 при связывании с PD-1 или PD-2L2 доставляет ингибирующие сигналы, которые ослабляют эффекторную активность Т-клеток в периферических тканях. Несколько других контрольных точек, таких как LAG-3, TIM-3 и TIGIT, также способствуют иммунной регуляции.

Эти регуляторные пути являются не просто пассивными барьерами; они активно формируют иммунный репертуар. В тимусе CTLA-4 помогает устранить самореактивные Т-клетки во время отрицательного отбора. На периферии взаимодействия PD-1/PD-L1 необходимы для поддержания толерантности в тканях, которые экспрессируют низкие уровни самоантигенов. Без этих контрольных точек Т-клетки, которые избегают центральной толерантности, могут выжить, расшириться и опосредовать орган-специфический аутоиммунитет. Поджелудочная железа с ее двойными эндокринными и экзокринными функциями особенно чувствительна к таким атакам, потому что регенеративная способность панкреатических ацинарных клеток ограничена, а хроническое воспаление приводит к фибротному ремоделированию.

Аутоиммунный панкреатит: нарушение иммунной толерантности

Аутоиммунный панкреатит классифицируется на два подтипа: тип 1, связанный с IgG4-родственным заболеванием, и тип 2, характеризующийся гранулоцитарными эпителиальными поражениями. Оба включают инфильтрацию поджелудочной железы CD4+ и CD8+ Т-клетками, макрофагами и плазматическими клетками. В типе 1 AIP типичны повышенные уровни IgG4 в сыворотке и плотный лимфоплазматический инфильтрат со сториформным фиброзом. Тип 2 AIP показывает нейтрофильную инфильтрацию протокового эпителия. Несмотря на эти различия, обе формы имеют общую тему: потеря иммунной регуляции в микроокружении поджелудочной железы.

Поджелудочная железа экспрессирует многие тканеспецифические аутоантигены, такие как карбоновая ангидраза II, лактоферрин и ингибитор секреторного трипсина поджелудочной железы. У здоровых людей иммунные контрольные точки препятствуют Т-клеткам, которые распознают эти антигены, формированию деструктивного ответа. В AIP регуляторные механизмы выходят из строя. Дендритные клетки в лимфатических узлах поджелудочной железы могут представлять аутоантигены без адекватных коингибирующих сигналов, переворачивая баланс в сторону активации. Сигнализация рецептора Т-клеток, обычно контролируемая PD-1, становится устойчивой, что приводит к пролиферации и высвобождению цитокинов. Получающаяся среда интерферона-гамма, фактора некроза опухоли-альфа и интерлейкина-17 повреждает ацинарные клетки, активирует фибробласты и увековечивает воспаление.

Роль регуляторных Т-клеток

Регулирующие Т-клетки (Tregs) представляют собой специализированное подмножество CD4+ Т-клеток, которые экспрессируют высокие уровни CTLA-4 и являются центральными для иммунного гомеостаза. Треги подавляют эффекторные Т-клетки через контактно-зависимые механизмы и секрецию ингибирующих цитокинов, таких как IL-10 и TGF-бета. При аутоиммунном панкреатите функция Трега часто нарушается. Исследования показали, что у пациентов с AIP у Treg снижена подавляющая способность и более низкая экспрессия FOXP3. Этот дефицит может возникнуть из-за недостаточной передачи сигналов CTLA-4 или нижестоящей депривации интерлейкина-2. Агонисты контрольных точек, которые усиливают активность Трега, поэтому представляют терапевтический интерес.

Ключевые иммунные контрольные точки в панкреатической аутоиммунитете

CTLA-4: Вратарь активации T-Cell

CTLA-4 конститутивно экспрессируется на Tregs и индуцируется на обычных Т-клетках после активации. Его основная роль заключается в контроле амплитуды ранних Т-клеточных ответов. В поджелудочной железе CTLA-4 ограничивает расширение самореактивных Т-клеток, которые распознают антигены поджелудочной железы, представленные дендритными клетками в дренирующих лимфатических узлах. Полиморфизмы в гене CTLA-4 были связаны с восприимчивостью к аутоиммунному панкреатиту в азиатских популяциях. Мышиные модели, лишенные CTLA-4, развивают фатальный мультиорганный аутоиммунитет, включая воспаление поджелудочной железы, подчеркивая его неизбыточную роль. Лечебные агенты, которые имитируют или усиливают функцию CTLA-4, такие как белки слияния CTLA-4-Ig (например, абатацепт) - исследуются для восстановления толерантности в AIP.

PD-1 и PD-1: Периферическая толерантность в микроокружении поджелудочной железы

PD-1 экспрессируется на активированных Т-клетках, В-клетках и NK-клетках. Его лиганды PD-1L1 и PD-2 регулируются на островковых клетках поджелудочной железы, ацинарных клетках и инфильтрации миелоидных клеток во время воспаления. Ось PD-1/PD-1L1 служит ключевой контрольной точкой внутри самой поджелудочной железы, ограничивая эффекторные функции Т-клеток в месте потенциального повреждения. При аутоиммунном панкреатите экспрессия PD-1 на эпителиальных клетках поджелудочной железы часто снижается, ослабляя этот тормоз. И наоборот, принудительная экспрессия PD-1 на ткани поджелудочной железы в экспериментальных моделях ослабляет инфильтрацию Т-клеток и сохраняет экзокринную функцию. Блокирование PD-1 в этих моделях усугубляет болезнь, подтверждая ее защитную роль.

Клинические наблюдения от иммунотерапии рака дают поразительные доказательства важности PD-1. Пациенты, получавшие ингибиторы PD-1 (например, ниволумаб, пембролизумаб), могут развить неблагоприятные события, связанные с иммунитетом, включая аутоиммунный панкреатит. Частота индуцированного ингибитором контрольной точки панкреатита относительно низкая, но может быть тяжелой, с повышенными липазами и амилазой, и результаты визуализации, напоминающие AIP. Этот побочный эффект связан с удалением PD-1-опосредованного ингибирования на ранее существовавших самореактивных Т-клетках, подчеркивая, насколько важна эта контрольная точка для поддержания толерантности к поджелудочной железе.

LAG-3, TIM-3 и TIGIT: новые контрольные точки в AIP

Помимо CTLA-4 и PD-1, другие контрольные точки способствуют иммунной регуляции поджелудочной железы. LAG-3 связывает MHC класса II с более высоким сродством, чем CD4, подавляя активацию Т-клеток и способствуя функции Treg. TIM-3 взаимодействует с галектином-9, чтобы индуцировать истощение Т-клеток. TIGIT конкурирует с CD226 за связывание CD155 с антигенпрезентирующими клетками. При аутоиммунном панкреатите экспрессия этих контрольных точек на инфильтрации Т-клеток изменяется. В некоторых исследованиях сообщается о повышенном LAG-3 и TIM-3 на CD8+ Т-клетках в биопсиях AIP, возможно, отражающем истощенный или подавленный фенотип, который недостаточен для контроля воспаления. Нацеливание этих контрольных точек на агонисты может потенциально усилить ослабляющие сигналы, представляя будущую терапевтическую стратегию.

Механические пути, связывающие отказ контрольно-пропускных пунктов с повреждением поджелудочной железы

Когда функция иммунной контрольной точки скомпрометирована, несколько нижестоящих путей способствуют панкреатической патологии. Во-первых, неконтролируемая активация Т-клеток приводит к чрезмерной продуцированию провоспалительных цитокинов. Фактор некроза опухоли-альфа непосредственно индуцирует апоптоз ацинарных клеток посредством передачи сигналов TNFR1. Интерферон-гамма повышает их видимость для цитотоксических Т-клеток. Интерлейкин-17 набирает нейтрофилы и способствует фиброзу посредством активации панкреатических звездчатых клеток. Во-вторых, нарушенная сигнализация контрольной точки снижает порог активации самореактивных Т-клеток с низкой аффинностью, позволяя клонам, которые обычно остаются в состоянии покоя, расширяться. В-третьих, отсутствие ингибирующих сигналов позволяет длительную выживаемость Т-клеток, поскольку лигация PD-1 обычно способствует апоптозу эффекторных клеток через фас- и бим-зависимые пути. В-четвертых, дефектная функция контрольной точки компрометирует способность Трегов

Терапевтические подходы к нацеливанию иммунных контрольных точек при аутоиммунном панкреатите

Контрольно-пропускной пункт Агонисты и биологические препараты

Восстановление или усиление сигнализации контрольной точки предлагает логическое лечение для AIP. Abatacept (CTLA-4-Ig) показал эффективность при ревматоидном артрите и изучается при аутоиммунной панкреатите. Блокируя CD28 костимулирование, абатацепт снижает активацию Т-клеток и косвенно усиливает функцию Treg. Ранние отчеты о случаях предполагают, что абатацепт может индуцировать ремиссию в стероид-рефрактерном AIP, с нормализацией сывороточного IgG4 и результатами визуализации. Аналогично, белки слияния PD-1-Fc разрабатываются для вовлечения PD-1 на аутореактивных Т-клетках и доставки ингибирующих сигналов непосредственно в поджелудочной железе. Поскольку PD-1 также может экспрессироваться на Tregs, такие агенты могут одновременно расширять регуляторные популяции. Моноклональные антитела, которые активируют LAG-3 или TIM-3, находятся на доклинических стадиях для аутоиммунных показаний. Потенциальное преимущество целевой терапии контрольной точки над широкой иммуно

Комбинированные стратегии

Поскольку AIP включает в себя несколько контрольных точек, могут потребоваться комбинированные подходы. Например, абатацепт с низкой дозой в сочетании с агонистом PD-L1 может обеспечить как раннее (CTLA-4), так и позднее (PD-11) ингибирование. В моделях мышей диабета типа 1 комбинированное лечение CTLA-4-Ig и PD-L1-Ig предотвращало заболевание более эффективно, чем один только агент. Для перевода этого в AIP потребуется тщательное дозирование, чтобы избежать чрезмерного подавления и повышенного риска инфекции. Другая стратегия включает в себя связь агонизма контрольной точки с истощением патогенных эффекторных клеток с использованием агентов, таких как ритуксимаб (анти-CD20), который показал пользу при заболевании, связанном с IgG4. Rituximab уменьшает представление антигена B-клеток и производство агонистов аутоантител; агонисты контрольных точек могут затем восстановить толерантность к Т-клеткам, которая может быть потеряна после истощения B-клеток.

Решение парадокса ингибирующего ингибитора контрольной точки панкреатита

Рост иммунотерапии рака создал клинический парадокс: препараты, которые блокируют иммунные контрольные точки, могут вызывать тот самый тип аутоиммунного повреждения, который мы стремимся предотвратить. Индуцированный ингибитором контрольной точки панкреатит (CIP) встречается у 1%-5% пациентов с анти-PD-1 / PD-L1 агентами. Управление обычно включает в себя удержание ингибитора контрольной точки, поддерживающую помощь и в тяжелых случаях кортикостероиды. Для пациентов с основным аутоиммунным панкреатитом, у которых развивается рак, решение использовать ингибиторы контрольной точки особенно деликатно. Некоторые клиницисты считают профилактическое использование агонистов низкой дозы CTLA-4-Ig или PD-1 для смягчения воспаления поджелудочной железы при сохранении противоопухолевого иммунитета. Это остается экспериментальным, но подчеркивает необходимость в биомаркерах, которые предсказывают, какие пациенты подвергаются риску для CIP. Генетический скрининг для CTLA-4 или PD-1 полиморфизмов, вместе с оценкой исходного состава репертуара Т-клеток, может помочь идентифицировать людей с высоким риском.

Будущие направления и вопросы без ответа

Несмотря на значительный прогресс, остается много вопросов. Почему у некоторых людей с дефицитом контрольных точек развивается AIP, в то время как другие остаются здоровыми? Ответ, вероятно, включает в себя экологические триггеры, такие как инфекции или воздействие лекарств, которые увеличивают представление антигена поджелудочной железы в то время, когда регуляторные механизмы слабее всего. Ось кишечника-поджелудочной железы является еще одной развивающейся областью: изменения в микробиоме могут влиять на местный иммунный тонус и экспрессию контрольных точек. Доклинические исследования с использованием гуманизированных мышей, привитых иммунными клетками пациента с AIP, могут прояснить, какие контрольные точки наиболее важны. Секвенирование РНК одноклеточных пациентов с биопсией поджелудочной железы у пациентов с AIP выявило гетерогенный инфильтрат с различными программами истощения Т-клеток. Нацеливание на истощенные Т-клетки с агонистами контрольных точек, а не блокаторами, представляет собой сдвиг парадигмы, который согласуется с лечением аутоиммунитета.

Биоматериалы и генная терапия предлагают альтернативные пути доставки. Наночастицы, нагруженные PD-L1 или CTLA-4-Ig, могут быть нацелены на ткань поджелудочной железы с использованием поверхностных антител против маркеров поджелудочной железы, сводя к минимуму системную иммуносупрессию. Аналогичным образом, аденоассоциированные вирусные векторы, кодирующие лиганды контрольных точек под специфическим промотором поджелудочной железы, могут обеспечить долгосрочную местную экспрессию. Эти подходы остаются в раннем развитии, но обещают прочную и точную иммунную модуляцию.

Заключение

Иммунные контрольные точки необходимы для предотвращения аутоиммунного повреждения поджелудочной железы. CTLA-4, PD-1/PD-L1 и другие регуляторные молекулы действуют на различных стадиях активации Т-клеток и эффекторной функции для поддержания самотолерантности. При аутоиммунном панкреатите сбои в передаче сигналов контрольных точек позволяют возникнуть деструктивному ответу Т-клеток против ацинара поджелудочной железы и протоковых клеток. Понимание этих механизмов уже привело к целенаправленной терапии, которая направлена на восстановление, а не подавление иммунитета. Агонисты контрольных точек, такие как абатацепт и белки слияния PD-L1, представляют собой новый класс лечения, который может предложить лучшие долгосрочные результаты, чем широкая иммуносупрессия. Параллельный опыт с индуцированным ингибитором контрольных точек панкреатитом усиливает потенцию этих путей и необходимость тщательной стратификации пациентов. Продолжение исследования иммунной микросреды поджелудочной железы, генетические предрасположенности и комбинаторные подходы улучшат нашу способность защищать поджелудочную желез

Для дальнейшего чтения на иммунных контрольных точках при аутоиммунных заболеваниях см. Национальная библиотека медицины обзор на регуляторных Т-клеток и CTLA-4. Подробности о индуцированных ингибитором контрольных точек панкреатите доступны в Журнал Гепато-Билиарных-Панкреатических наук . Исследования экспрессии PD-L1 в ткани поджелудочной железы суммируется здесь .