2023年1月2日,中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液病醫(yī)院(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液學(xué)研究所)陳俊仁教授、姜爾烈主任、郭曄主任醫(yī)師和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)第一附屬醫(yī)院孫自敏教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合在American Journal of Hematology《美國血液學(xué)雜志》期刊在線發(fā)表題為“The Composite Immune Risk Score predicts overall survival after allogeneic hematopoietic stem cell transplantation: a retrospective analysis of 1838 cases”(綜合免疫風(fēng)險(xiǎn)評分預(yù)測異基因造血干細(xì)胞移植后的總生存率:基于1838個病例的回顧性分析)的研究論文。該研究基于成人和兒童移植患者免疫重塑系統(tǒng)動力學(xué)數(shù)據(jù)集(NICHE-SKIRT)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,可視化描述患者移植后的免疫穩(wěn)態(tài)重塑過程,開發(fā)綜合免疫風(fēng)險(xiǎn)評分計(jì)算器以預(yù)測異基因移植后患者生存。
免疫重塑對移植結(jié)局至關(guān)重要。但既往研究往往存在研究對象數(shù)目較少(通常少于200例患者)、隨訪時間較短(移植后一年或更短)、患者年齡段單一(僅成人或僅兒童患者)、造血干細(xì)胞來源單一(骨髓、外周血或臍帶血)以及沒有整合移植后的多個免疫變量等問題。目前仍未能實(shí)時、可視化追蹤患者移植后的免疫穩(wěn)態(tài)重塑過程,且缺乏可以在臨床上廣泛使用的免疫穩(wěn)態(tài)重塑量化評估工具。
該研究回顧分析了中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液病醫(yī)院(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液學(xué)研究所)及中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)第一附屬醫(yī)院在2012年到2020年接受造血干細(xì)胞移植的1945例患者的共11150次免疫學(xué)數(shù)據(jù),涵蓋了廣泛的移植類型(包括自體移植107例,臍帶血移植561例,同胞全相合非臍血移植729例,單倍體非臍血移植443例,無關(guān)全相合非臍血移植89例,無關(guān)不全相合非臍血移植16例)。研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用Manifold Learning算法對高維度、多時間點(diǎn)免疫學(xué)數(shù)據(jù)降維,并繪制患者造血干細(xì)胞移植后免疫重塑路徑。

研究發(fā)現(xiàn),移植后的前兩個月細(xì)胞數(shù)量恢復(fù)以CD8+ T細(xì)胞為主,隨后NK細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞和B細(xì)胞廣泛恢復(fù),免疫重塑個體異質(zhì)性在移植后約60天達(dá)到最大。

通過生存分析聯(lián)合Grid-Search優(yōu)化策略,經(jīng)交叉驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)移植后91–180天的免疫學(xué)特征可以預(yù)測異基因移植患者生存。為了尋找一個與“體質(zhì)指數(shù)BMI”一樣簡單的計(jì)算方法,該研究通過整合八個關(guān)鍵免疫學(xué)指標(biāo),提出了易于臨床使用的綜合免疫風(fēng)險(xiǎn)評分(Composite Immune Risk Score, CIRS)來預(yù)測患者造血干細(xì)胞移植后的生存情況。CIRS在訓(xùn)練集可以很好地預(yù)測全因死亡(HR = 2.69, P < 0.0001),并在獨(dú)立的驗(yàn)證集(HR = 3.64, P = 0.0014)及外部測試集(HR = 2.44, P = 0.0087)得到證實(shí)。研究團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了可公開訪問的網(wǎng)絡(luò)工具— SKIRT計(jì)算器(https://skirt-calculator.shinyapps.io/skirt-calculator/),幫助臨床醫(yī)生評估患者移植后免疫重塑進(jìn)展。

該研究是目前發(fā)表的規(guī)模最大的異基因造血干細(xì)胞移植后免疫重塑的隊(duì)列研究。造血干細(xì)胞移植后免疫重塑路徑的描繪及SKIRT計(jì)算器的開發(fā)可以幫助臨床醫(yī)生對移植患者進(jìn)行分級管理,重點(diǎn)加強(qiáng)高風(fēng)險(xiǎn)患者的臨床監(jiān)測,進(jìn)而提升患者術(shù)后生存。近年來,中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液病醫(yī)院(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液學(xué)研究所)信息與資源中心基于血液病專病高維度多模態(tài)數(shù)據(jù)資源庫,打通臨床信息和科研數(shù)據(jù)的信息共享與管理,提高血液學(xué)領(lǐng)域大規(guī)模數(shù)據(jù)集中統(tǒng)計(jì)分析能力,為開展高水平創(chuàng)新研究、促進(jìn)數(shù)據(jù)科學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的交叉融合提供了堅(jiān)實(shí)保障。
該研究獲得中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)與健康科技創(chuàng)新工程(2021-I2M-1-001、2021-I2M-1-073)、天津市醫(yī)學(xué)重點(diǎn)學(xué)科(??疲┙ㄔO(shè)項(xiàng)目(TJYXZDXK-017A)、天津市自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(20JCZDJC00410)、細(xì)胞生態(tài)海河實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新基金(HH22KYZX0034)和國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主課題(Z20-01)的支持。中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液病醫(yī)院(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液學(xué)研究所)信息與資源中心首席技術(shù)專家陳俊仁教授、干細(xì)胞移植中心姜爾烈主任、兒童血液病診療中心郭曄主任醫(yī)師和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)第一附屬醫(yī)院孫自敏教授為共同通訊作者。曹易耕主治醫(yī)師、鞏曉文研究實(shí)習(xí)員、馮雅慧研究實(shí)習(xí)員、博士生王銘洋、碩士生胡鈺、劉會蘭主任醫(yī)師、劉雪鷗助理研究員、齊賽兵技師、季艷萍住院醫(yī)師和劉芳主治醫(yī)師為并列第一作者。
原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ajh.26792