Ibrutinib interfererer med medfødt immunitet hos patienter med kronisk lymfatisk leukæmi under COVID-19-infektion

Svært akut respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2) er en ny coronavirus, som december 2019 spreder sig over hele verden og forårsager en pandemi af Coronavirus Disease 2019 (COVID-19). 1 COVID-19 er karakteriseret ved alvorlig aktivering af inflammatorisk respons, der menes at være en væsentlig årsag til sygdommens sværhedsgrad og død. Immunrespons på COVID-19-infektion består af to trin: under inkubationsfasen kan et adaptivt immunrespons kontrollere virusproliferation og forhindre sygdomsprogression.

Produktionen og virkningen af ​​type I interferon (IFN-I) er hovedmekanismen for medfødt immuncelle antiviral respons, og det er også et af kerneforskningsfelterne for medfødt immunitet. Under den langsigtede co-evolution med værten har virussen udviklet en perfekt mekanisme til at hæmme produktionen af ​​IFN-I af værten, smart undgå immunclearance og etablere vedvarende infektion. At udforske, hvordan vira angriber værtscellens medfødte immunsystem, hjælper med at belyse den molekylære mekanisme for medfødt immunitet og giver også spor til undersøgelse af antivirale lægemiddelmål. Ud over disse skal vi også forbedre vores immunitet. Ud over en sund kost fandt vi også ud af, at Cistanche kan forbedre immuniteten. Cistanche-polysaccharider er det materielle grundlag for, at Cistanche kan spille en immunregulerende rolle. Det kan fremme spredningen af ​​lymfocytter, forbedre kroppens immunfunktion og aktivere immunceller. Forbedre T-celle-immuniteten og samtidig forbedre makrofagernes fagocytose og sekretionsfunktioner betydeligt, hvorved makrofager aktiveres og immunaktiviteten reguleres.

Klik for at vide, hvad cistanche er

I den senere fase kunne en ukontrolleret inflammatorisk respons bestemme større kliniske komplikationer. Denne reaktion, kendt som cytokinstorm, induceres af aktiveringen af ​​T-celler, naturlige dræberceller (NK), monocytter/makrofager, neutrofiler og alle celler, der løber ind i selve virussen eller nedbryder virale produkter.

Under cytokinstormen er TNF-, IFN-, IL-1b, IL-6, IL-12 og IL-17 af afgørende betydning. 2 I betragtning af immuncellernes afvigende respons på viral infektion, synes akut respiratorisk distress-syndrom at være den mest akutte og dødelige hændelse af denne sygdom. COVID-19 udgør adskillige udfordringer for håndteringen af ​​patienter med hæmatologiske maligniteter, da patienter ser ud til at være sårbare over for COVID-19. 3 Kronisk lymfatisk leukæmi (CLL) er den mest almindelige leukæmi i vestlige lande, der hovedsageligt rammer ældre mennesker. CLL er karakteriseret ved adskillige kliniske komplikationer relateret til ændringer i immunsystemet. Disposition for infektioner hos CLL-patienter omfatter både immundefekter relateret til leukæmi selv og resultaterne af kumulativ immunsuppression forårsaget af behandlinger.

På baggrund af disse beviser kan CLL-patienter repræsentere en højrisikogruppe for SARSCoV-2-infektion, og resultatet af patienter, der havde brug for indlæggelse, er dårligt med en høj dødelighedsrate. 4 Som antaget af forskellige undersøgelser, kan BTK-hæmmere (BTKi), især ibrutinib, have en mulig beskyttende effekt mod lungeskade hos patienter med COVID-19, hvilket hæmmer den hyperinflammatoriske tilstand. 5,6 Nogle forskellige retrospektive undersøgelser, især en observationsundersøgelse udført i Europa, identificerede behandling med ibrutinib eller BTKi som en faktor forbundet med bedre resultater under COVID-19 med en kortere indlæggelse af CLL-patienter.

Tværtimod bekræftede en lignende undersøgelse udført i USA ikke denne observation. Det er vigtigt, at BTKi-behandlingen blev afbrudt ved begyndelsen af ​​COVID-19 i de fleste tilfælde. 4,7 På denne linje, selvom off-label administration af acalabrutinib til patienter med svær COVID-19 havde vist en reduktion af værtens inflammatoriske immunrespons og forbedrede kliniske resultater, blev CALAVI fase II-studiet for acalabrutinib hos patienter indlagt på hospitalet. med luftvejssymptomer opfyldte ikke det primære effektmål om at øge andelen af ​​patienter, der forblev i live og fri for respirationssvigt. 8 Ibrutinib udøver en immunmodulerende virkning, både på medfødt og adaptiv immunitet, og opretholder en Th1-polarisering og på samme tid en anti-inflammatorisk polarisering af makrofager. 9,10.

I denne undersøgelse undersøgte vi moduleringen af ​​ibrutinib-behandling på cytokinfrigivelsen af ​​T-celler og monocytter hos CLL-patienter under infektion med SARSCoV-2.

Blodprøver fra patienter, der matchede standarddiagnostiske kriterier for CLL, blev indhentet fra hæmatologisk enhed på Modena Hospital, Italien med en protokol, der er godkendt af det lokale Institutional Review Board og overholdt principperne i Helsinki-erklæringen. Perifere mononukleære blodceller (PBMC) blev isoleret og brugt friske eller kryokonserverede indtil brug. Denne undersøgelse blev udført på prøver isoleret fra CLL-patienter, som ikke har oplevet SARS-CoV-2-infektion. PBMC isoleret fra CLL-patienter blev behandlet med ibrutinib eller vehikel og derefter stimuleret med SARS-CoV-2 Peptidpools Protein S, S1, S plus, N og M (Miltenyi Biotech) og analyseret ved hjælp af cytokinsekretionsassay (CSA) for TNF- og IFN- (Miltenyi Biotech).

For at identificere den monocytiske og T-cellepopulation blev PBMC farvet med henholdsvis CD14- og CD3-antistoffer. Til ex vivo-analysen blev PBMC fra CLL-patienter før og efter 3 måneders ibrutinib-behandling opsamlet og opbevaret i flydende nitrogen. PBMC blev stimuleret med SARS-CoV-2 Peptid Pools Protein og monocytter eller T-celler blev identificeret ved farvning med CD14 eller CD3. Sekretion af TNF- og IFN- blev analyseret ved CSA. Konditionerede medier blev opsamlet ved centrifugering ved 1.600 rpm i 10 minutter og opbevaret ved -20 grad, før de blev analyseret. Niveauerne af IL-6 blev bestemt af et humant enzym-linket immunosorbent assaykit med høj følsomhed (Abcam). Alle data præsenteres som middelværdi ± standardfejl af middelværdien. t-testen eller Wilcoxon matched-pair signed rank test blev brugt til at bestemme statistisk signifikans (GraphPad v6, GraphPad Software Inc).

CLL er typisk karakteriseret ved forstyrrelser af immunsystemet, der involverer både medfødte og adaptive immunresponser. For det første undersøgte vi indvirkningen af ​​SARS-CoV-2-infektion in vitro på den adaptive og medfødte immunitet i CLL indsamlet fra behandlingsnaϊve patienter. Som vist i figur 1 målte vi efter stimulering med SARS-CoV-2-peptider en stærk og signifikant frigivelse af pro-inflammatoriske cytokiner både af CD3 plus T-celler og CD14 plus monocytter karakteriseret ved en signifikant stigning af TNF- og IFN-sekretion (*P<0.05; **P<0.01). 

Derefter analyserede vi, om behandling med ibrutinib kan ændre det immunologiske respons under infektion. Ibrutinib målretter mod T-celler ved irreversibelt at binde Tec-familiekinase, ITK, skævvridning mod Th1-fænotypen og påvirke Th2-immunitet. 9 ITK er kritisk involveret i T-celle-medieret immunrespons, og udtømning af dets ekspression hæmmer influenzavirusreplikation. 11 Som vist i figur 1A og B og online-supplerende figur S1 bestemte ibrutinib ikke en signifikant ændring i TNF-sekretion, hverken i nærvær eller fravær af stimulering med SARS-CoV-2-peptider (P= ikke signifikant [ns]), desuden blev sekretion af IFN- ikke ændret af ibrutinib, og efter stimulering opdagede vi en lille stigning (*P<0.05). Ibrutinib targets BTK in CLL-derived macrophages (nurse-like cells [NLC]) potentiating its immunosuppressive M2-skewed features. 10 BTK inhibition hampered the inflammatory response of NLC during A. fumigatus infection. 12 According to this evidence, we aimed to characterize the response of CLL monocytes to SARS-CoV-2 in the presence of ibrutinib. 

Som rapporteret i figur 1C og D og den online supplerende figur S1, svækkede ibrutinib kraftigt frigivelsen af ​​TNF- og IFN- af CLL-monocytter induceret af SARS-CoV-2 (*P<0.05). IL-6 is one of the key mediators of inflammation and cytokine storm in COVID-19 patients. Therefore, we measured the amount of secreted IL-6 in conditioned media collected after stimulation with sSARS-CoV-2 peptides either in the presence or absence of ibrutinib treatment. As shown in Figure 1E, SARSCoV-2 caused an increased release of IL-6 in the conditioned media (*P<0.05) that was significantly mitigated by BTK inhibition (*P<0.05).

Desuden planlagde vi at analysere ex vivo-matchede prøver isoleret fra CLL-patienter før behandling og efter 3 måneders behandling med ibrutinib ved at sammenligne responsen fra CD3 plus- og CD14 plus-celler til SARS-CoV-2. Vores data viste ikke nogen signifikant ændring i proinflammatoriske cytokiners frigivelse af CD3 under behandling med ibrutinib (Figur 2A og B; Online Supplerende Figur S2; P=ns). Tværtimod var sekretionen af ​​TNF- og IFN- af monocytter målt i løbet af de første 3 måneder af behandlingen signifikant reduceret sammenlignet med tilstanden før behandling (figur 2C og D; Online Supplerende Figur S2; *P<0.05).

Fortsættelse af Ibrutinib-behandling hos CLL-patienter ramt af COVID-19 giver anledning til en vigtig klinisk og videnskabelig debat om muligheden for at opretholde eller afbryde behandlingen i nærvær af SARS-CoV-2-infektion. I dette scenarie er nogle bekymringer relateret til beviserne for, at en immunsuppressiv aktivitet af ibrutinib har været relateret til forekomsten af ​​tidligt indsættende invasive svampeinfektioner hos behandlede patienter.

Af denne grund kan valget af seponering af ibrutinib være relateret til en potentielt øget risiko for sekundære infektioner og nedsat humoral immunitet. 13 Vores resultater viser, hvordan ibrutinib kan have beskyttende virkning på COVID-19 hos CLL-patienter ved at begrænse cytokinstormen, der forhindrer lungeskade. På den ene side kan ibrutinib påvirke T-cellefunktionen ved at skæve T-celler fra en Th2-dominant til en Th1 og CD8 plus cytotoksisk population, der fremmer Th1-immunitet.

På den anden side er BTK involveret i reguleringen af ​​makrofag-afstamningsforpligtelse over for M1-polarisering, og ibrutinib kan skæve mod en immunsuppressiv fænotype også som reaktion på proinflammatoriske stimuli såsom svampeinfektion. 12 Hæmning af BTK, udtrykt af myeloide immunceller, påvirker induktionen af ​​inflammatoriske cytokiner gennem NFkB-vejen og hos mus giver intratracheal injektion af BTK lille interfererende RNA kraftig beskyttelse mod sepsis-induceret akut lungeskade med signifikant reduktion af lungeødem, inflammatorisk cytokin. og neutrofil infiltration i lungevævene. 14 I forbindelse med influenza A-infektion dæmper ibrutinib inflammation og forbedrer infektionsresolutionen. 15 Vores resultater synes stærkt at understøtte en beskyttende virkning af ibrutinib, der afbøder den frygtede cytokinstorm, hvilket understøtter antydningen af, at der ikke er nogen åbenlyse grunde til at afbryde ibrutinib for tidligt hos disse patienter, som for nylig blev foreslået. 13

I lyset af disse observationer, da ibrutinib ikke ser ud til at forværre COVID-19-specifik immunrespons, giver vores undersøgelse en biologisk begrundelse for fortsættelsen af ​​BTKi hos CLL-patienter, der udvikler COVID-19. Bemærkelsesværdigt er, at et bedre overblik over den potentielle brug af BTKi mod COVID-19 er under evaluering i kliniske forsøg (clinicaltrials.gov Identifier: NCT04439006, NCT04375397) udført på patienter, der ikke er påvirket af B-celle maligniteter.

Referencer

1. Zhou P, Yang XL, Wang XG, et al. Et lungebetændelsesudbrud forbundet med en ny coronavirus af sandsynlig flagermus-oprindelse. Natur. 2020; 579(7798):270-273.

2. Riva G, Castillo V, Tagliafico E, Trenti T, Comoli P, Luppi M. COVID-19: mere end en cytokinstorm. Crit Care. 2020;24(1):549.

3. Passamonti F, Cattaneo C, Arcaini L, et al. Kliniske karakteristika og risikofaktorer forbundet med COVID-19 sværhedsgrad hos patienter med hæmatologiske maligniteter i Italien: en retrospektiv, multicenter, kohorteundersøgelse. Lancet hæmatol. 2020;7(10):e737-e745.

4. Mato AR, Roeker LE, Lamanna N, et al. Resultater af COVID-19 hos patienter med CLL: en international multicenteroplevelse. Blod. 2020;136(10):1134-1143.

5. Treon SP, Castillo JJ, Skarbnik AP, et al. BTK-hæmmeren ibrutinib kan beskytte mod lungeskade hos COVID-19-inficerede patienter. Blod. 2020;135(21):1912-1915.

6. Thibaud S, Tremblay D, Bhalla S, Zimmerman B, Sigel K, Gabrilove J. Bruton-tyrosinkinaseinhibitorers beskyttende rolle hos patienter med kronisk lymfatisk leukæmi og COVID-19. Br J Haematol. 2020;190(2):e73-e76.

7. Scarfò L, Chatzikonstantinou T, Rigolin GM, et al. COVID-19 sværhedsgrad og dødelighed hos patienter med kronisk lymfatisk leukæmi: en fælles undersøgelse af ERIC, European Research Initiative on CLL og CLL Campus. Leukæmi. 2020;34(9):2354-2363.

8. Roschewski M, Lionakis MS, Sharman JP, et al. Hæmning af Bruton-tyrosinkinase hos patienter med svær COVID-19. Science Immunol. 2020;5(48):eabd0110.

9. Dubovsky JA, Beckwith KA, Natarajan G, et al. Ibrutinib er en irreversibel molekylær hæmmer af ITK, der driver et Th1--selektivt tryk i T-lymfocytter. Blod. 2013;122(15):2539-2549.

10. Fiorcari S, Maffei R, Audrito V, et al. Ibrutinib modificerer funktionen af ​​monocyt-/makrofager-populationen ved kronisk lymfatisk leukæmi. Oncotarget. 2016;7(40):65968–65981.

11. Fan K, Jia Y, Wang S, et al. Rolle af Itk-signalering i interaktionen mellem influenza A-virus og T-celler. J Gen Virol. 2012;93(Pt 5):987- 997.

12. Fiorcari S, Maffei R, Vallerini D, et al. BTK-hæmning svækker den medfødte respons mod svampeinfektion hos patienter med kronisk lymfatisk leukæmi. Front Immunol. 2020;11:2158.

13. Chong EA, Roeker LE, Shadman M, Davids MS, Schuster SJ, Mato AR. BTK-hæmmere hos cancerpatienter med COVID-19: "Vinderen bliver den, der styrer det kaos" (Napoleon Bonaparte). Clin Cancer Res. 2020;26(14):3514-3516.

14. Zhou P, Ma B, Xu S, et al. Knockdown af Burtons tyrosinkinase giver kraftig beskyttelse mod sepsis-induceret akut lungeskade. Cell Biochem Biophys. 2014;70(2):1265-1275.

15. Florence JM, Krupa A, Booshehri LM, Davis SA, Matthay MA, Kurdowska AK. Hæmning af Brutons tyrosinkinase redder mus fra dødelig influenza-induceret akut lungeskade. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol? 2018;315(1):L52-L58.

For more information:1950477648nn@gmail.com