Tracking allergen specific T cells in multi-food allergy

项目摘要 食物过敏（FA）影响美国8%的儿童和5%的成年人，其中30%的人 对多种食物的反应。在2项独立的1期临床试验中，我们发现同时口服 对多种食物过敏原的脱敏（D）是安全可行的，可在6- 10月9日实现 抗IgE抗体治疗3个月。幼稚T细胞极化为分泌IL-14-β的Th 2细胞是第一个 导致过敏反应的步骤。因此，了解T细胞反应的调节如何导致D 或持续无反应（SU）在成功的OIT是至关重要的。我们建议使用 创新技术：（1）项目1中提出的每个群组（即，多组受试者（n=60） 发生D [定义为食物激发阳性]的接受多抗OIT +/-Vedolizumab或dupilumab治疗的患者 OIT停药6周后的反应]与SU [定义为停药后的阴性食物激发反应] 停用OIT]对各自过敏原的多项OIT）;（2）>240的长期随访研究 OIT参与者;（3）在OIT参与者中随时间获得的GI活检）。在项目3中，我们 研究参与者T细胞亚群的变化是否可以识别预测临床 结果。我们将特别关注那些表现出良好的过敏原特异性Th 2细胞的变化， 回复OIT。通过表征和量化T细胞表型和功能的调节， 与各种多发性硬化症OIT结果相关，我们将在多发性硬化症患者中识别SU的T细胞特征。 我们的主要假设是，成功的多细胞OIT将：（1）重新编程总的和过敏原特异性的Th 2细胞 （2）用Th 1和Treg亚型替换过敏原特异性Th 2细胞，和/或（3） 扩增具有不同表型和功能的过敏原特异性克隆， Th 2细胞我们推测，IL 4、IL 10、IFNγ和/或FOXP 3基因的稳定表观遗传变化介导了细胞凋亡。 预期从Th 2表型转变，导致SU。为了验证这些假设，我们建议：（目标1） 表征总变应原和变应原中由多药OIT诱导的免疫表型和功能变化 特异性T细胞;免疫组化（目的2）使用MHC II类多聚体分选过敏原--花生/牛奶/腰果特异性单克隆抗体 细胞，并进行靶向RNA测序，以研究它们的分子特征和克隆祖先在单一的 细胞分辨率;目标3）量化表观遗传变化（即，CpG岛的甲基化） (i.e., FOXP 3、IL 4、IFNγ、IL 10）来评估基因甲基化与由此引起的细胞凋亡的表达之间的可能联系。 这些基因，和良好的OIT临床结果。如果我们实现了这些目标，我们希望我们的成果既 提供了新的见解的机制，成功的临床结果，在多个OIT和改善 了解有助于OIT成功结局的免疫变化。

PROJECT SUMMARY     Food allergy (FA) affects 8% of children and 5% of adults in the U.S., and 30% of those have clinical  reactivity to multiple foods. In 2 independent phase 1 clinical trials, we showed that simultaneous oral  desensitization (D) to multiple food allergens (multi-­OIT) is safe and feasible, and can be achieved in 6-­9  months with anti-­IgE adjunctive therapy. Polarization of naïve T cells into IL-­4-­secreting Th2 cells is the first  step leading to allergic responses. Thus, understanding how modulation of T cell responses can lead to D  or sustained unresponsiveness (SU) during successful OIT is critical. We propose to monitor T cells using  innovative technologies in: (1) each of the cohorts proposed in Project 1 (i.e., multi-­FA participants (n=60)  treated with multi-­OIT +/-­ omalizumab or dupilumab who develop D [defined as a positive food challenge  reaction after a 6 week withdrawal of OIT] vs. SU [defined as a negative food challenge reaction after  withdrawal of OIT] to the respective allergens in their multi-­OIT);; (2) long term follow up studies of >240  participants on OIT;; and (3) GI biopsies obtained over time in OIT participants). In Project 3, we will  investigate whether changes in participants’ T cell subpopulations can identify markers predictive of clinical  outcomes. We particularly will focus on changes in allergen-­specific Th2 cells in those who exhibit favorable  responses to OIT. By characterizing and quantifying the modulation of T cell phenotype and function  associated with various multi-­OIT outcomes, we will identify T cell signatures of SU in multi-­FA participants.  Our main hypotheses are that successful multi-­OIT will: (1) reprogram total and allergen-­specific Th2 cells  to Th1 and/or Treg subtype, (2) replace allergen-­specific Th2 cells by Th1 and Treg subtype, and/or (3)  expand allergen-­specific clones with diverse phenotype and function, potentially overriding the effects of  Th2 cells. We speculate that stable epigenetic changes in IL4, IL10, IFNγ and/or FOXP3 genes mediate the  anticipated shift from Th2 phenotype, contributing to SU. To test these hypotheses, we propose to: (Aim 1)  Characterize the immunophenotypic and functional changes induced by multi-­OIT in total and allergen-­ specific T cells;; (Aim 2) Use MHC class II multimers to sort allergen-­ (peanut/milk/cashew) specific single  cells and perform targeted RNA-­seq to investigate their molecular signatures and clonal ancestry at single  cell resolution;; and (Aim 3) Quantify epigenetic changes (i.e., methylation of CpG islands) in key genes  (i.e., FOXP3, IL4, IFNγ, IL10) to assess possible links between gene methylation, and thus expression of  these genes, and favorable OIT clinical outcomes. If we achieve these aims, we expect our results will both  provide new insights into the mechanisms underlying successful clinical outcomes in multi-­OIT and improve  understanding of the immune changes that can contribute to successful outcomes in OIT.