Ibrutinib stör medfödd immunitet hos patienter med kronisk lymfatisk leukemi under covid-19-infektion

Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) är ett nytt coronavirus som december 2019 sprider sig över hela världen och orsakar en pandemi av Coronavirus Disease 2019 (COVID-19). 1 COVID-19 kännetecknas av allvarlig aktivering av inflammatorisk respons som anses vara en viktig orsak till sjukdomens svårighetsgrad och dödsfall. Immunsvar på covid-19-infektion består av två steg: under inkubationsfasen kan ett adaptivt immunsvar kontrollera virusproliferation och förhindra sjukdomsprogression.

Produktionen och verkan av typ I-interferon (IFN-I) är huvudmekanismen för medfödd immuncells antiviral respons, och det är också ett av kärnforskningsfälten för medfödd immunitet. Under den långsiktiga sam-evolutionen med värden har viruset utvecklat en perfekt mekanism för att hämma produktionen av IFN-I av värden, på ett smart sätt undvika immunclearance och etablera ihållande infektion. Att utforska hur virus attackerar värdcellens medfödda immunsystem hjälper till att belysa den molekylära mekanismen för medfödd immunitet, och ger också ledtrådar för studiet av antivirala läkemedelsmål. Utöver dessa behöver vi också förbättra vår immunitet. Förutom en hälsosam kost fann vi också att Cistanche kan förbättra immuniteten. Cistanche-polysackarider är den materiella basen för Cistanche att spela en immunreglerande roll. Det kan främja spridningen av lymfocyter, förbättra kroppens immunfunktion och aktivera immunceller. Förbättra T-cellsimmuniteten och samtidigt avsevärt förbättra makrofagernas fagocytos och sekretionsfunktioner, och därigenom aktivera makrofager och reglera immunaktiviteten.

Klicka för att veta vad cistanche är

I den senare fasen kan ett okontrollerat inflammatoriskt svar bestämma större kliniska komplikationer. Detta svar, känt som cytokinstorm, induceras av aktivering av T-celler, naturliga mördarceller (NK), monocyter/makrofager, neutrofiler och alla celler som springer in i själva viruset eller bryter ner virusprodukter.

Under cytokinstormen är TNF-, IFN-, IL-1b, IL-6, IL-12 och IL-17 av avgörande betydelse. 2 Med tanke på immuncellernas avvikande svar på virusinfektion, verkar akut andnödsyndrom vara den mest akuta och dödliga händelsen av denna sjukdom. COVID-19 innebär flera utmaningar för hanteringen av patienter med hematologiska maligniteter eftersom patienter verkar vara sårbara för covid-19. 3 Kronisk lymfatisk leukemi (KLL) är den vanligaste leukemin i västländer som främst drabbar äldre människor. KLL kännetecknas av flera kliniska komplikationer relaterade till förändringar i immunsystemet. Predisposition för infektioner hos KLL-patienter inkluderar både immunbrister relaterade till leukemi i sig och resultaten av kumulativ immunsuppression orsakad av behandlingar.

Givet dessa bevis kan KLL-patienter representera en högriskgrupp för SARSCoV-2-infektion och resultatet för patienter som behövde inläggning är dåligt med en hög dödlighet. 4 Som antagits av olika studier kan BTK-hämmare (BTKi), särskilt ibrutinib, ha en möjlig skyddande effekt mot lungskador hos patienter med covid-19, vilket dämpar det hyperinflammatoriska tillståndet. 5,6 Några olika retrospektiva studier, i synnerhet en observationsstudie utförd i Europa, identifierade behandling med ibrutinib eller BTKi som en faktor förknippad med bättre resultat under covid-19, med en kortare sjukhusvistelse av KLL-patienter.

Tvärtom, en liknande studie utförd i USA bekräftade inte denna observation. Det är viktigt att BTKi-behandlingen avbröts vid början av covid-19 i de flesta fall. 4,7 På denna linje, även om off-label administrering av acalabrutinib till patienter med allvarlig covid-19 hade visat en minskning av värdens inflammatoriska immunsvar och förbättrade kliniska resultat, visade CALAVI fas II-studien för acalabrutinib på patienter inlagda på sjukhus med luftvägssymtom uppfyllde inte det primära effektmåttet att öka andelen patienter som förblev vid liv och fria från andningssvikt. 8 Ibrutinib utövar en immunmodulerande verkan, både på medfödd och adaptiv immunitet, och upprätthåller en Th1-polarisering och samtidigt en antiinflammatorisk polarisering av makrofager. 9,10.

I den aktuella studien undersökte vi moduleringen av ibrutinibbehandling på cytokinfrisättningen av T-celler och monocyter hos KLL-patienter under infektion med SARSCoV-2.

Blodprover från patienter som överensstämde med standarddiagnostiska kriterier för KLL erhölls från hematologiska enheten på Modena Hospital, Italien med ett protokoll som godkänts av den lokala institutionella granskningsnämnden och som följde principerna i Helsingforsdeklarationen. Perifera mononukleära blodceller (PBMC) isolerades och användes färska eller kryokonserverade fram till användning. Denna studie utfördes på prover isolerade från KLL-patienter som inte har upplevt SARS-CoV-2-infektion. PBMC isolerade från KLL-patienter behandlades med ibrutinib eller vehikel och stimulerades sedan med SARS-CoV-2 Peptidpooler Protein S, S1, S plus , N och M (Miltenyi Biotech) och analyserades med användning av cytokinsekretionsanalys (CSA) för TNF- och IFN- (Miltenyi Biotech).

För att identifiera den monocytiska och T-cellspopulationen färgades PBMC med CD14- respektive CD3-antikroppar. För ex vivo-analysen samlades PBMC från KLL-patienter före och efter 3 månaders ibrutinibbehandling och lagrades i flytande kväve. PBMC stimulerades med SARS-CoV-2 Peptidpooler Protein och monocyter eller T-celler identifierades genom färgning med CD14 eller CD3. Utsöndring av TNF- och IFN- analyserades med CSA. Konditionerat medium uppsamlades genom centrifugering vid 1 600 rpm under 10 minuter och lagrades vid -20 grad innan det analyserades. Nivåerna av IL-6 bestämdes av ett humant enzymkopplat immunosorbentanalyskit med hög känslighet (Abcam). Alla data presenteras som medelvärde ± standardfel för medelvärdet. t-testet eller Wilcoxon matchade par signerade rangtest användes för att bestämma statistisk signifikans (GraphPad v6, GraphPad Software Inc).

KLL kännetecknas vanligtvis av störningar i immunsystemet, som involverar både medfödda och adaptiva immunsvar. Först undersökte vi effekten av SARS-CoV-2-infektion in vitro på den adaptiva och medfödda immuniteten i KLL som samlats in från behandlingsnaϊva patienter. Som visas i figur 1, efter stimulering med SARS-CoV-2-peptider, mätte vi en stark och signifikant frisättning av pro-inflammatoriska cytokiner både av CD3 plus T-celler och CD14 plus monocyter som kännetecknas av en signifikant ökning av TNF- och IFN-sekretion (*P<0.05; **P<0.01). 

Sedan analyserade vi om behandling med ibrutinib kan modifiera det immunologiska svaret under infektion. Ibrutinib riktar sig mot T-celler genom att irreversibelt binda Tec-familjen kinas, ITK, skeva mot Th1-fenotypen och påverka Th2-immuniteten. 9 ITK är kritiskt involverad i T-cellsmedierat immunsvar och utarmning av dess uttryck försämrar replikationen av influensavirus. 11 Som visas i figur 1A och B och den kompletterande onlinefiguren S1 fastställde ibrutinib ingen signifikant förändring i TNF-sekretion vare sig i närvaro eller frånvaro av stimulering med SARS-CoV-2-peptider (P= inte signifikant [ns]), dessutom, utsöndring av IFN-, förändrades inte av ibrutinib och efter stimulering upptäckte vi en liten ökning (*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 rapporterats i figurerna 1C och D och den kompletterande onlinefiguren S1, försämrade ibrutinib kraftigt frisättningen av TNF- och IFN- av CLL-monocyter inducerade av 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).

Dessutom planerade vi att analysera ex vivo-matchade prover isolerade från KLL-patienter före behandling och efter 3 månaders behandling med ibrutinib och jämföra responsen från CD3 plus- och CD14 plus-celler till SARS-CoV-2. Våra data visade inte någon signifikant modifiering av proinflammatoriska cytokiner frisättning av CD3 under behandling med ibrutinib (Figur 2A och B; Online Kompletterande Figur S2; P=ns). Tvärtom minskade utsöndringen av TNF- och IFN- av monocyter uppmätt under de första 3 månaderna av behandlingen signifikant jämfört med tillståndet före behandling (Figur 2C och D; Online kompletterande figur S2; *P<0.05).

Fortsatt behandling med Ibrutinib hos KLL-patienter som drabbats av covid-19 ger en viktig klinisk och vetenskaplig debatt om möjligheten att upprätthålla eller avbryta behandlingen i närvaro av SARS-CoV-2-infektion. I detta scenario är vissa farhågor relaterade till bevis för att en immunsuppressiv aktivitet av ibrutinib har varit relaterad till förekomsten av tidigt inträdande invasiva svampinfektioner hos behandlade patienter.

Av denna anledning kan valet av utsättande av ibrutinib vara relaterat till en potentiellt ökad risk för sekundära infektioner och nedsatt humoral immunitet. 13 Våra resultat visar hur ibrutinib kan ha skyddande effekter på covid-19 hos CLL-patienter genom att begränsa cytokinstormen som förhindrar lungskador. Å ena sidan kan ibrutinib påverka T-cellsfunktion genom att skeva T-celler från en Th2-dominant till en Th1 och CD8 plus cytotoxisk population som främjar Th1-immunitet.

Å andra sidan är BTK involverad i regleringen av makrofaghärstamningens engagemang mot M1-polarisering och ibrutinib kan skeva mot en immunsuppressiv fenotyp också som svar på proinflammatoriska stimuli såsom svampinfektion. 12 Hämning av BTK, uttryckt av myeloida immunceller, påverkar induktionen av inflammatoriska cytokiner genom NFkB-vägen och hos möss intratrakeal injektion av BTK ger små störande RNA ett kraftfullt skydd mot sepsisinducerad akut lungskada med signifikant minskning av lungödem, inflammatoriska cytokiner. och neutrofil infiltration i lungvävnaderna. 14 Vid influensa A-infektion mildrar ibrutinib inflammation och förbättrar infektionslösningen. 15 Våra resultat verkar starkt stödja en skyddande verkan av ibrutinib som mildrar den fruktade cytokinstormen, vilket upprätthåller förslaget att det inte finns några uppenbara skäl att avbryta ibrutinib i förtid hos dessa patienter som nyligen föreslagits. 13

I ljuset av dessa observationer, eftersom ibrutinib inte verkar förvärra det-19-covidspecifika immunsvaret, ger vår studie ett biologiskt skäl för fortsättningen av BTKi hos CLL-patienter som utvecklar covid-19. Det är värt att notera att en bättre översikt över den potentiella användningen av BTKi mot COVID-19 utvärderas i kliniska prövningar (clinicaltrials.gov Identifier: NCT04439006, NCT04375397) utförda på patienter som inte drabbats av B-cellsmaligniteter.

Referenser

1. Zhou P, Yang XL, Wang XG, et al. Ett utbrott av lunginflammation i samband med ett nytt coronavirus av troligt fladdermusursprung. Natur. 2020; 579(7798):270-273.

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

3. Passamonti F, Cattaneo C, Arcaini L, et al. Kliniska egenskaper och riskfaktorer associerade med covid-19 svårighetsgrad hos patienter med hematologiska maligniteter i Italien: en retrospektiv, multicenter, kohortstudie. Lancet Haematol. 2020;7(10):e737-e745.

4. Mato AR, Roeker LE, Lamanna N, et al. Resultat av covid-19 hos patienter med KLL: en internationell multicenterupplevelse. Blod. 2020;136(10):1134-1143.

5. Treon SP, Castillo JJ, Skarbnik AP, et al. BTK-hämmaren ibrutinib kan skydda mot lungskada hos covid-19-infekterade patienter. Blod. 2020;135(21):1912-1915.

6. Thibaud S, Tremblay D, Bhalla S, Zimmerman B, Sigel K, Gabrilove J. Protective role of Bruton tyrosinkinashämmare hos patienter med kronisk lymfatisk leukemi och COVID-19. Br J Haematol. 2020;190(2):e73-e76.

7. Scarfò L, Chatzikonstantinou T, Rigolin GM, et al. COVID-19 svårighetsgrad och dödlighet hos patienter med kronisk lymfatisk leukemi: en gemensam studie av ERIC, European Research Initiative on CLL och CLL Campus. Leukemi. 2020;34(9):2354-2363.

8. Roschewski M, Lionakis MS, Sharman JP, et al. Hämning av Bruton-tyrosinkinas hos patienter med svår covid-19. Science Immunol. 2020;5(48):eabd0110.

9. Dubovsky JA, Beckwith KA, Natarajan G, et al. Ibrutinib är en irreversibel molekylär hämmare av ITK som driver ett Th1-selektivt tryck i T-lymfocyter. Blod. 2013;122(15):2539-2549.

10. Fiorcari S, Maffei R, Audrito V, et al. Ibrutinib modifierar funktionen hos monocyt-/makrofagerpopulationen vid kronisk lymfatisk leukemi. Oncotarget. 2016;7(40):65968–65981.

11. Fan K, Jia Y, Wang S, et al. Rollen för Itk-signalering i interaktionen mellan influensa A-virus och T-celler. J Gen Virol. 2012;93(Pt 5):987- 997.

12. Fiorcari S, Maffei R, Vallerini D, et al. BTK-hämning försämrar det medfödda svaret mot svampinfektion hos patienter med kronisk lymfatisk leukemi. Front Immunol. 2020;11:2158.

13. Chong EA, Roeker LE, Shadman M, Davids MS, Schuster SJ, Mato AR. BTK-hämmare hos cancerpatienter med COVID-19: "Vinnaren blir den som kontrollerar det kaoset" (Napoleon Bonaparte). Clin Cancer Res. 2020;26(14):3514-3516.

14. Zhou P, Ma B, Xu S, et al. Nedbrytning av Burtons tyrosinkinas ger ett kraftfullt skydd mot sepsis-inducerad akut lungskada. Cell Biochem Biophys. 2014;70(2):1265-1275.

15. Florence JM, Krupa A, Booshehri LM, Davis SA, Matthay MA, Kurdowska AK. Hämning av Brutons tyrosinkinas räddar möss från dödlig influensa-inducerad akut lungskada. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol? 2018;315(1):L52-L58.

For more information:1950477648nn@gmail.com