编者按:异基因造血干细胞移植(allo-HSCT)是目前治疗多种血液系统恶性肿瘤的重要手段,但急性移植物抗宿主病(aGVHD)的发生仍是影响移植疗效和患者长期生存的重要因素[1]。尽管糖皮质激素是aGVHD的一线标准治疗,但仍有相当比例的患者会进展为激素难治性aGVHD(SR-aGVHD),从而导致非复发死亡率显著升高、总生存期显著缩短[2-3]。临床上亟需能够提前识别此类高风险人群的生物标志物,并深入理解其背后的分子机制,以指导更有效的早期干预策略。
近日,国际权威期刊Blood发表了上海交通大学医学院附属瑞金医院胡晓霞教授团队牵头的一项多中心研究[4]。该研究通过多组学分析结合临床队列验证,系统揭示了以STAT1依赖性糖皮质激素受体(GR)功能缺陷的CD28⁺CD8⁺效应记忆T细胞(Tem)为核心的免疫紊乱是SR-aGVHD发生的关键机制,并证实外周血CD28⁺CD8⁺ Tem细胞可作为预测SR-aGVHD发生的稳定生物标志物。研究不仅为激素耐药的发生机制提供了新的理论依据,也为SR-aGVHD的早期风险识别及精准干预策略的优化提供了重要启示。
从多组学发现到临床验证
SR-aGVHD机制探索的三阶段研究设计
为深入解析SR-aGVHD发生及激素耐药形成的免疫学基础,研究团队采用“发现—验证”的研究设计,构建了三个回顾性队列,从疾病相关免疫特征筛选、预测标志物验证,到治疗应答后的机制回溯,系统探索了SR-aGVHD发生发展的关键环节。
首先,在多组学队列中,研究纳入82例allo-HSCT受者,分为三组:SR-aGVHD组(27例)、SS-aGVHD组(21例)及非aGVHD组(34例),另纳入6例健康供者作为对照。所有aGVHD样本均在疾病发生后、糖皮质激素治疗前的24小时内采集,以最大程度反映疾病初始状态。非aGVHD样本则根据aGVHD的发生时间进行匹配。采用CyTOF(37标记物)、Olink蛋白组学(177种蛋白)、scRNA-seq及scTCR-seq等技术,对研究样本进行高分辨率的多维度免疫特征解析。
在多组学分析发现候选标志物后,研究进一步通过多中心队列开展临床验证。该队列连续纳入383例allo-HSCT受者,来源包括上海交通大学医学院附属瑞金医院(训练集144例)、苏州大学附属第一医院及四川大学华西医院(独立外部验证集239例)。研究在中性粒细胞植入后72小时内采集外周血样本,通过流式细胞术检测CD28⁺CD8⁺Tem细胞水平,包括细胞比例及绝对计数(cells/μL),并进一步评估其预测SR-aGVHD发生的临床价值。
此外,鉴于目前JAK抑制剂已被国内外指南一致推荐为SR-aGVHD治疗的重要选择[5-6]。研究建立纵向随访队列,进一步评估了JAK抑制对STAT1-GR通路的调节作用。纳入8例接受JAK抑制剂治疗并达到完全缓解(CR)的SR-aGVHD患者,收集治疗前基线及完全缓解后的配对外周血样本,通过scRNA-seq和流式细胞术比较治疗前后免疫细胞组成及STAT1磷酸化、GR表达等关键信号通路的变化,从治疗应答层面对激素耐药相关机制进行验证。
核心发现一:CD28⁺CD8⁺Tem为SR-aGVHD发生的早期预警标志物
研究首先发现,在接受糖皮质激素治疗之前,后续发展为SR-aGVHD的患者即已存在显著的免疫异常,其主要特征为CD28⁺CD8⁺Tem明显扩增。这一变化在临床症状出现前即可被检测到,提示其具有较强的早期预警价值。
为验证这一发现的临床意义,研究团队在383例allo-HSCT患者中开展多中心流式细胞检测。结果显示,在中性粒细胞植入阶段,通过外周血流式细胞术检测CD28⁺CD8⁺Tem细胞的绝对计数,可有效预测患者后续是否进展为SR-aGVHD。在训练集中,以8.56 cells/μL作为最佳截断值进行风险分层后,CD28⁺CD8⁺Tem水平升高患者后续SR-aGVHD发生风险显著增加;这一预测效能在独立外部验证集中得到进一步证实,显示出良好的稳定性和可重复性。
进一步多因素分析表明,校正aGVHD严重程度、受累部位、预处理方案等临床混杂因素后,CD28⁺CD8⁺Tem绝对计数仍是SR-aGVHD发生的独立预测因素。与目前临床常用预测模型相比,该指标表现出更优的风险区分能力,其AUC达到0.850,高于+14天MAGIC评分(AUC 0.643)及Ann Arbor评分(AUC 0.703)。这些结果提示,外周血CD28⁺CD8⁺Tem检测有望成为一种简便、可重复的早期风险评估工具,帮助临床在疾病进展前识别SR-aGVHD高危人群。
核心发现二:STAT1-GR信号轴异常激活是激素耐药的关键分子机制
在明确早期免疫异常特征后,研究团队进一步探索了CD28⁺CD8⁺Tem扩增背后的分子机制。研究发现,SR-aGVHD的发生与异常激活的炎症微环境密切相关。IL-2、IL-27及IFN-γ等炎症因子持续升高,可激活JAK/STAT1信号通路,进而导致糖皮质激素受体(GR)表达下降及功能受损,从而降低激素介导的免疫抑制效应。
单细胞转录组分析表明,与其他T细胞亚群相比,SR-aGVHD患者CD8⁺Tem细胞中NR3C1(GR编码基因)表达明显降低,同时GR相关信号通路活性处于最低水平。进一步通过流式细胞术检测发现,SR-aGVHD患者CD8⁺Tem细胞不仅总GR蛋白表达减少,其活化形式pSer226-GR水平也同步下降,提示糖皮质激素信号传导受到明显抑制。
为进一步验证这一机制,研究团队开展了体外功能实验。结果显示,IL-2、IL-27及IFN-γ联合刺激可显著促进STAT1磷酸化,并降低NR3C1表达;而JAK抑制剂干预后,上述异常变化可得到部分逆转。此外,通过SCENIC转录因子分析结合公开ChIP-seq数据,研究进一步发现STAT1可直接结合NR3C1启动子区域,并参与其转录调控。
基于上述结果,研究提出了SR-aGVHD激素耐药形成的新机制模型:炎症因子持续激活JAK/STAT1信号,促进STAT1异常活化,进而抑制GR表达及功能,最终导致糖皮质激素免疫抑制作用下降,形成激素耐药状态。这一发现不仅解释了部分患者为何对糖皮质激素治疗反应不佳,也为后续针对JAK/STAT信号通路开展干预提供了理论依据。
核心发现三:JAK抑制剂可促进STAT1-GR轴恢复,进一步验证耐药机制
为了进一步明确上述机制是否与治疗反应相关,研究团队对接受JAK抑制剂治疗并达到CR的SR-aGVHD患者进行了纵向随访分析。研究发现,随着疾病缓解,患者此前扩增的CD8⁺Tem细胞群明显减少,同时伴随炎症激活相关分子特征下降。单细胞分析显示,CR状态下CD28⁺CD8⁺Tem细胞中的IL2RA、IL27RA及STAT1表达降低,而NR3C1表达恢复,提示异常炎症状态得到改善。
进一步的流式检测证实,JAK抑制剂治疗后,CD8⁺Tem、CD8⁺Teff及CD4⁺T细胞中的pSTAT1水平均明显下降,而CD8⁺Tem及CD8⁺Teff细胞中GR表达增加。这些研究结果从治疗应答层面进一步验证了STAT1-GR轴在SR-aGVHD发生中的关键作用,也提示JAK抑制可通过降低异常炎症信号、恢复糖皮质激素受体功能,从而实现免疫重塑与疾病逆转。
临床启示
从“耐药后治疗”迈向“风险预测+前移干预”
长期以来,SR-aGVHD的临床管理主要依赖疾病发生后的治疗调整,但由于缺乏有效的早期预测指标,部分患者在出现明确激素耐药表现时,往往已进入疾病进展阶段,治疗窗口受到限制。本研究通过多组学分析、多中心临床验证及治疗后纵向随访,系统揭示了SR-aGVHD发生发展的免疫学基础。研究发现,CD28⁺CD8⁺Tem异常扩增可作为疾病早期风险信号,而STAT1-GR信号轴失衡则是推动激素耐药形成的重要分子机制。同时,JAK抑制剂治疗后的免疫重塑进一步从临床层面验证了该机制模型。
基于该研究的重要发现,SR-aGVHD的临床管理模式有望从传统依赖症状出现后的“被动干预”,转向基于移植早期免疫特征的“主动风险识别与精准干预”。通过在中性粒细胞植入阶段检测CD28⁺CD8⁺Tem水平,临床医生可提前识别潜在高风险患者,并据此开展个体化风险分层和治疗决策。对于CD28⁺CD8⁺Tem显著升高的高危人群,可在aGVHD早期阶段探索采用糖皮质激素联合JAK抑制剂的强化干预策略,以期在激素耐药形成之前阻断疾病进展,从而降低SR-aGVHD发生风险并改善长期预后。
参考文献:
[1]中华医学会血液学分会干细胞应用学组. 异基因造血干细胞移植急性移植物抗宿主病诊断与治疗中国专家共识(2024年版). 中华血液学杂志,2024,45(06):525-533. DOI:10.3760/cma.j.cn121090-20240608-00214.
[2]El Jurdi N, Rayes A, MacMillan ML, et al. Steroid-dependent acute GVHD after allogeneic hematopoietic cell transplantation: risk factors and clinical outcomes. Blood Adv. 2021 Mar 9;5(5):1352-1359. doi: 10.1182/bloodadvances.2020003937. PMID: 33656537; PMCID: PMC7948274.
[3]Pagliuca S, Prata PH, Xhaard A, et al. Long-term outcomes and risk factor analysis of steroid-refractory graft versus host disease after hematopoietic stem cell transplantation. Bone Marrow Transplant. 2021 Jan;56(1):38-49. doi: 10.1038/s41409-020-0977-3. Epub 2020 Jun 25. PMID: 32587336.
[4]Pan Z, Deng Y, Huang J, Bian H, et al. CD28+ CD8+ Tem cells with a STAT1-dependent glucocorticoid receptor deficit contribute to steroid-refractory acute GVHD. Blood. 2026 Jul 2;148(1):130-144. doi: 10.1182/blood.2025032587. PMID: 41980031.
[5]中国临床肿瘤学会. 中国临床肿瘤学会(CSCO)造血干细胞移植治疗血液系统疾病指南(2025版)[M]. 北京: 人民卫生出版社, 2025.
[6]Penack O, Marchetti M, Aljurf M et al.Prophylaxis and management of graft-versus-host disease after stem-cell transplantation for haematological malignancies: updated consensus recommendations of the European Society for Blood and Marrow Transplantation The Lancet Haematology, 2024; 11, e147-e159.
专家简介
胡晓霞 教授
上海交通大学医学院附属瑞金医院
瑞金医院转化医学中心 医学博士,主任医师,博士生导师
造血干细胞移植的基础和临床研究
中国抗癌协会第六届血液肿瘤专业委员会委员
中国生理学会血液生理学专业委员会委员
上海市杰出青年医学人才
上海市卫生系统优秀学科带头人
上海市卫生系统优秀青年人才
第一作者或通讯作者先后在Blood, JCI, Leukemia, BCJ, JCI insight, AJH 等血液学杂志发表论文 40 余篇
第二完成人获上海市科技进步一等奖