임상연구에서는 치료전 또는 치료중 건강 및 질병의 반응과 변화를 평가하기 위해 면역체계를 감시하는 방법을 사용합니다. 이러한 면역체계 감시는 면역항암, 알레르기 및 자가면역과 같은 면역학 연구의 여러 분야를 지원하며 HIV, COVID-19 등과 같은 병원성 감염에 대한 반응 모니터링도 포함합니다. 면역 요법에 대한 반응을 매개하는 항 종양 면역에 대한 인식이 증가함에 따라 면역 반응을 효율적으로 모니터링 할 필요성이 꾸준히 증가하고 있습니다. BD Biosciences는 활성 면역 모니터링에 대한 임상 연구를 위한 여러 도구를 제공합니다. 면역요법 반응을 매개하는 항종양 면역에 대한 인식이 증가함에 따라 효율적인 면역 감시의 필요성이 꾸준히 증가하고 있습니다. BD Biosciences는 활성 면역 감시에 대한 임상연구에 사용할 수 있는 다양한 tool을 제공합니다.
면역 감시 응용분야
이식연구에서의 내성 감시
면역 감시는 연구중인 이식요법에서 내성을 유발하는 면역 메커니즘을 이해하기 위한 임상 연구에서 많이 사용됩니다. 예를들어, 간이식 시험에서는 regulatory T cell, gamma delta T cell 또는 NK cell marker를 사용하여 말초 혈액에서 SOT (자발 수술 내성)와 같은 수동 내성을 감시할 수 있습니다. 신장이식 시험에서는 과도기 및 IL10 + granzyme B + regulatory B cell를 사용하여 모니터링 할 수 있습니다.1
면역항암 및 면역요법 평가
면역요법 연구 프로토콜 동안 면역감시를 통해 population 및 single-cell 수준에서 면역반응의 반응성을 평가할 수 있습니다. CAR T cell, 이식 및 면역 체크 포인트 억제제를 포함한 주요 면역요법 전략에서는 모두 시술의 상태를 알리고 분자 signature를 이해하여 계층화 전략을 개발하기 위해 중재 이전, 중재중, 중재 이후 면역감시 tool을 활용할 수 있습니다.
정밀의학 시험을 위한 면역감시
면역감시 도구는 정밀의학 이니셔티브를 지원하기 위한 장기 안전성 및 환자별 치료 전략을 평가하기위해 생물학적/바이오시밀러의 임상시험 전에 필요한 임상연구에서도 사용됩니다4 . TH2 endotype 이 있는 천식에서 periostin 및 호산구 증가와 같은 면역 바이오마커 감시를 통해 TH2 반응 성분에 대한 치료 방향을 지시할 수 있습니다. 알레르기 연구에 적용된 면역감시는 질병 발생을 예방하고 알레르기 항원에 대한 환자별 복용량 증가 스케줄을 추가로 연구하기 위한 이론적 임계값을 결정하는 것을 지원할 수 있습니다.
알레르기 연구에서 면역감시
알레르기 반응은 항원제시세포(예: 수지상 세포), 비만 세포, Ig-E producing B cell 및 T cell 등 다양한 면역 세포 집단을 포함합니다. 관련된 면역세포의 유형(예: IgG, IgM or antigen-specific T cell) 및 방출된 cytokine(예: IL-4, IL5)에 따라 다양한 유형의 알레르기성 과민반응이 존재합니다. 또한 알레르기 반응은 non-IgG mediated일 수 있습니다. 혈청 cytokine, complement 활성화 또는 미토콘드리아 기능 측정은 면역감시 연구에서 알레르기 반응을 측정하기위한 몇 가지 전략입니다.5,6
자가면역 연구에서 면역감시
면역체계가 자기와 비자기를 구별하지 못하고 항원으로부터 숙주를 방어하기위한 반응을 이끌어내는 경우 자가면역질환이 발생합니다. 자가면역질환 발병에서 B cell의 역할에 대한 이해가 증가함에 따라 B cell을 표적화하는 것도 자가면역질환을 다루기 위한 대체 방법으로 이용되고 있습니다. Memory 및 effector B cell은 병원성 항체의 생성을 방지하고 이후 cytokine 합성을 차단하기 위해 표적화될 수 있습니다. 자가면역 연구에서 B cell이 점점 더 많이 활용되고 있습니다.7
종양학 및 자가면역에서 질병 경로를 이해하는 것을 돕는 B cell depletion 임상연구
면역항암에서 감시를 위한 면역 모니터링
종양미세환경 (TME)은 종양의 유지와 치료 반응에서 중요한 역할을 합니다. TME는 종양, 그 주변 및 종양이 생존하기 위해 경로를 변경하는 모든 상호 작용 세포 및 세포 과정으로 구성됩니다. 여기에는 암 줄기세포, 침윤성 면역 세포, 영양분을 운반하는 혈관, 신호 분자, 암 세포를 다른 부위로 이동시킬 수있는 extracellular matrix(ECM)이 포함됩니다.8
신진대사 연구에서 면역감시
면역감시는 종양 대사와 면역억제 TME의 대사를 이해하는데 도움이 됩니다. 영양소 접근을 통해 종양은 TME 면역세포 기능을 지시하는 데 도움이 되는 주요 대사경로(예: 콜레스테롤 합성, 미토콘드리아 에너지 생산, 포도당 대사)를 활성화하고 조절하기 위해 필수적인 replenishment가 가능합니다. 동일한 영양소에 대한 종양세포와 T cell 간의 경쟁은 TME에서 면역세포 기능의 대사적 재프로그래밍으로 이어집니다. 대사요법(예: 지질대사를 위한 COX 억제제, 포도당 대사를 위한 mTOR 억제제)은 TME에 사용 가능한 영양소를 수정하고 종양 침윤 T cell 을 재프로그래밍하고 항종양 면역을 다시 강화하는 것으로 나타났습니다. 종양 침윤 면역세포의 면역 모니터링은 이러한 세포의 표현형 및 기능에 접근할 수 있도록 하고, TME의 면역활동에 대한 정보를 제공하며, 모두 tumor burden 과 치료에 대한 반응에 영향을 미칩니다.9
면역감시의 도전과제는?
보관된 샘플 vs 신선한 샘플
검사대상 물질과 준비과정에 따라 면역세포 marker의 면역감시가 어려울 수 있습니다. 예를 들어, 냉동보존은 표면 단백질의 형태를 변화시키고, immunostaining으로 측정하는 것이 어려워질 수 있습니다. 신선한 샘플이 실제 조건을 더 잘 나타내기 때문에 일부 검사에서는 신선한 재료를 우선적으로 사용합니다. 10 샘플준비 방법은 샘플수율과 후속 검사의 품질에도 영향을 미칠 수 있습니다. BD Biosciences는 샘플 수집, 처리 및 분리를 위한 다양한 솔루션을 제공합니다. BD Horizon™ Dri Tumor & Tissue Dissociation Reagent (TTDR) 은 우수한 epitope 보존과 함께 부드럽고 효과적인 해리를 가능하게 합니다. TTDR은 세포수율을 극대화하는 동시에 세포사멸을 최소화하여 다양한 종양 유형을 효과적으로 분리하여 single-cell 연구를 가능하게 합니다.
평가대상 marker의 상태
면역항암 중개연구에서 paired sample의 평가를 통해 치료에 의한 면역반응 연구시 비교를 가능하게 합니다. 최초 진단시 정적 marker와 치료 과정에 걸쳐 동적 marker를 평가하여 비교가 가능합니다. 면역감시 tool이라면 모두 이러한 marker의 정확한 상태를 평가할 수 있어야 하지만 이러한 상태 평가가 어려울 수 있습니다.
풍부한 재료 또는 샘플
풍부한 샘플과 샘플의 생존력은 검사 설계에서 중요한 역할을 하며, 실험을 범위를 제한하는 요인으로 작용하기도 합니다. Multicolor 유세포 분석은 여러 marker를 동시에 평가할 수 있도록 하며, 샘플의 잠재력을 최대한 활용합니다. 적절하게 panel을 설계하는 것은 귀중한 샘플을 효과적으로 활용하는데 도움이 됩니다. BD Biosciences는 이러한 과정을 용이하게 만들기 위해 다양한 panel design tools 및 resources 를 제공합니다.
면역감시 연구를 위한 tool
Flow cytometry
세포 표면 marker는 세포 subset의 이질성을 모니터링 하는데 사용됩니다.11,12,13
Immunohistochemistry
Immunohistochemistry (IHC)는 immunostaining 기술이며 특정 항체의 기능을 사용하여 조직 샘플에서 관심있는 항원을 측정합니다. 여러 연구분야 및 다양한 조건의 임상연구에서 IHC이 사용됩니다. 현미경 검사와 함께 이용하면 고정된 또는 살아있는 생물 표본에서 stained immune cell을 관찰할 수 있습니다.
Single-cell multiomics
Single-cell multiomics를 통해 면역학, 종양학, 대사 등 다양한 분야에서 심층분석이 가능합니다. BD Biosciences는 provides BD Rhapsody™ Single-Cell Analysis System 과 RNA 및 바이오 마커 발현, FlowJo™ v10 Software 및SeqGeq™ v1.6 Software를 결합한 BD® AbSeq Assays와 같은 single-cell multiomics tool을 제공합니다. 이러한 tool은 multiomics 데이터를 취득하고 데이터에서 유용한 인사이트를 얻을 수 있도록 해줍니다.
면역감시 연구를 위한 assay
BD는 다양한 기술을 사용하여 다양한 관점에서 면역세포를 연구할 수 있도록 포괄적인 시약 및 키트 포트폴리오를 제공합니다. 면역감시에 사용되는 방법 중 가장 탁월한 방법은 multicolor 유세포 분석입니다. 왜냐하면 이를 통해 기능적으로나 표현형적으로 매우 복잡한 subpopulation을 특성화할 수 있기 때문입니다. ELISA, ELISPOT 및 BD® Cytometric Bead Array 와 같은 다른 보완 기술과 결합하여 분비된 분자 수준과 같은 multicolor flow에서 이용할 수 없는 정보를 capture 할 수 있습니다.
BD Horizon™ Dri TBNK + CD20 Multicolor Panel 은 면역감시 연구에 최적화되었습니다. 이 튜브는 면역반응 감시부터 CD20 depletion 요법에 이르기까지 연구 및 임상 시험에 사용되었습니다. Panel은 T, B 및 NK cell을 특성화합니다. Dri 형식으로 수동 피펫팅을 할 필요가 없어 효율성이 높아지고, BD Trucount ™ Tube와 함께 사용하는 경우 absolute count를 제공합니다.
7-color BD Horizon™ Treg Panel은 치료제 연구 및 면역체계 연구에 최적화되어 있습니다. 튜브에는 FoxP3+ naïve, transitional 및 effector Treg subsets 특성화에 사용되는 marker를 포함하는 건조되어 사전 분배된 multicolor cocktail이 포함되어 있습니다. 연구 및 임상 연구 시험에서 이 panel은 자가면역 연구, 이식 연구, 종양미세환경 연구 및 감염 분야 등에 응용될 수 있습니다.
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