抑制PD-L1+中性粒细胞对脓毒症治疗的价值探索

Sepsis is a systemic inflammatory response syndrome (SIRS) caused by infection, which in turn leads to life-threatening organ dysfunction. The mortality rate of severe sepsis is close to 50%, therefore, the innovation and optimization of clinical treatment are very urgent. Sepsis is characterized by an increase in the number of innate immune cells and a decrease in the number of acquired immune cells, in which the number of PD-L1+ neutrophils increases more significantly, however, the therapeutic study on it is still blank. We have previously established a rat sepsis model with cecal ligation and puncture (CLP), and found that citrulline pretreatment could effectively combat sepsis and organs dysfunction, such as intestinal damage. In this study, The changes of PD-L1+ neutrophils will be detected. The effects of citrulline pretreatment, atezolizumab(PD-L1 antibody) blocking and their combination on the PD-L1+ neutrophil trend and intestinal injury will be analyzed. Through the RNA-seq sequencing of related samples, the molecular mechanism will be explored premilinarily. Finally, it provides an experimental and theoretical basis for immunotherapy in the clinical prevention and treatment of sepsis.

脓毒症（Sepsis）是指由感染引起的宿主反应失调的全身炎症反应综合征（SIRS），继而导致危及生命的器官功能失调，其中严重脓毒症死亡率接近50%，临床治疗方案的革新和优化极为急迫。脓毒症表现为先天免疫细胞的数量增加与后天免疫细胞的数量减少，其中PD-L1+的中性粒细胞的数量增加更为明显，而针对其的治疗研究尚属空白。我们之前建立了盲肠结扎穿孔术（CLP）的大鼠脓毒症模型，发现瓜氨酸预处理可以有效对抗脓毒症造成的肠等多器官功能损伤。在此模型中，我们准备检测PD-L1+的中性粒细胞的变化差异，分析瓜氨酸预处理、阿特珠单抗（PD-L1抗体）阻断及两者联合使用对PD-L1+的中性粒细胞的变化趋势的影响，并检测它们的肠损伤差异。通过对相关样本的RNA-seq测序，进行分子机制初探。最终，为免疫治疗在脓毒症临床防治选择上提供实验和理论基础。

项目的背景.脓毒症是指宿主对感染的反应失调而引起的全身炎症反应综合征，继而导致危及生命的器官功能失调。其中严重类型的脓毒症死亡率接近50%。PD-1/PD-L1与免疫抑制的关系在肿瘤中已经得到广泛研究，近年来发现PD-L1也可表达于中性粒细胞表面，而且当发生脓毒症时PD-L1的表达明显增多，用抑制剂阻断PD-1/PD-L1信号通路可恢复免疫细胞的功能。.主要研究内容：PD-L1和PD-L1免疫抑制剂阿特珠单抗在脓毒症小鼠中的意义。.重要结果、关键数据.一.脓毒症小鼠PD-L1+中性粒细胞，T淋巴细胞凋亡变化：脓毒症发病过程中小鼠血液及骨髓PD-L1+中性粒细胞的比例逐渐升高，约在72小时达到峰值。阿特珠单抗可减少脓毒症引起的小鼠体内T淋巴细胞凋亡。.二．阿特珠单抗疗效分析：阿特珠治疗可减少脓毒症小鼠血内毒素水平，减轻肠上皮细胞的损伤，增加肠道紧密连接蛋白的表达，保护肠粘膜屏障，延长脓毒症小鼠的生存时间。.三．生物信息学角度探索阿特珠的作用机制：脓毒症上调最显著的是TNF信号通路，提示脓毒症出现明显的炎症反应。阿特珠治疗的脓毒症小鼠上调的最显著信号通路是白细胞跨内皮迁移，提示阿特珠单抗提高了机体的免疫防御能力。.四．体外细胞实验探索阿特珠单抗治疗脓毒症的作用机制：阿特珠单抗可降低脓毒症中性粒细胞诱导的T淋巴细胞凋亡率，其可能通过阻断PD-1/PD-L1信号通路起作用。.五.脓毒症大鼠补充外源性瓜氨酸，可能通过减轻肠黏膜组织炎症反应，降低受损肠黏膜的通透性，从而对肠黏膜起到了一定的保护作用。.六．脓毒症和阿特珠组小鼠的4D-DIA蛋白组学研究：在阿特珠组和假手术组共同上调或下调的蛋白包括Platelet factor 4等共31个，这些蛋白涉及的共同通路主要是Complement and coagulation cascades，Cytokine-cytokine receptor interaction。.七．脓毒症和阿特珠组小鼠的广靶代谢物：与脓毒症相比，阿特珠治疗组和假手术组共同上下调的代谢物有包括鸟氨酸、L-酪氨酸、曲二糖等60个，提示这些代谢物可能对脓毒症治疗有价值。.科学意义.本研究发现PD-L1免疫抑制剂药物阿特珠单抗免疫治疗在脓毒症上的应用价值，有望为脓毒症的临床治疗提供新的参考方向。