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Sci Immunol(IF:17.8)|空间组学联合单细胞测序破解白血病治疗不同响应的骨髓微环境差异
- 分类:华盈视角
- 作者:老纪
- 来源:
【概要描述】整合scRNA-seq和PCF空间单细胞蛋白组,揭示了AML患者对供体淋巴细胞输注(DLI)治疗的应答机制,发现应答者的骨髓微环境中存在由ZNF683高表达的CD8+ T细胞主导的协同免疫网络。
Sci Immunol(IF:17.8)|空间组学联合单细胞测序破解白血病治疗不同响应的骨髓微环境差异
【概要描述】整合scRNA-seq和PCF空间单细胞蛋白组,揭示了AML患者对供体淋巴细胞输注(DLI)治疗的应答机制,发现应答者的骨髓微环境中存在由ZNF683高表达的CD8+ T细胞主导的协同免疫网络。
- 分类:华盈视角
- 作者:老纪
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- 发布时间:2025-05-26 14:01
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异基因造血干细胞移植(HSCT)是治愈高危急性髓系白血病(AML)和慢性髓系白血病(CML)的主要手段,但其疗效依赖于供体免疫细胞对残留白血病细胞的清除(移植物抗白血病效应,GVL)。然而,约30-40%患者会复发,复发后治疗选择有限。供体淋巴细胞输注(DLI)通过输注供体T细胞增强GVL效应,但CML患者有效率高达70-80%,而AML仅15-20%。这种差异的机制长期不明,阻碍了疗效提升。尽管肿瘤微环境(TME)在实体瘤免疫治疗中至关重要,但白血病骨髓微环境中免疫细胞如何协调抗肿瘤反应(尤其是AML vs CML)缺乏系统性研究。前期研究发现CML应答依赖CD4+ T前体耗竭细胞(TPE),但AML是否依赖不同免疫亚群或互作网络尚不清楚。
近期《Sci Immunol》发表了一项题为“Coordinated immune networks in leukemia bone marrow microenvironments distinguish response to cellular therapy”的论文。该研究利用单细胞多组学(scRNA-seq、scTCR-seq、scCITE-seq)和CODEX(Phenocycler-Fusion,PCF)空间单细胞蛋白组系统解析了AML骨髓微环境中免疫细胞协同作用的动态网络,揭示了ZNF683高表达的CD8+ T细胞在DLI应答中的核心地位,为优化细胞治疗策略提供了重要依据。
单细胞多组学检测了5例AML应答者和4例AML非应答者的30个骨髓活检样本,以及来自4例AML应答者和3例AML非应答者的DLI产品。通过整合前期发表的16例CML患者的42个骨髓样本数据,结果分析了451,453个单细胞数据,鉴定了53个细胞簇,包括正常造血细胞和白血病细胞。研究发现了AML与CML的髓系分化轨迹的显著不同,AML白血病细胞高表达IL-18等促炎因子,而CML表达组蛋白相关基因。
相比CML,在DLI后,AML应答者(AML-R)的骨髓中扩增了ZNF683高表达的CD8+ 毒性T细胞,这些细胞源自DLI产品,具有克隆扩增特性,并通过scTCR-seq验证其供体来源。细胞通讯分析揭示了ZNF683-Hi CD8+ T细胞与CD8效应记忆T细胞、细胞毒性NK细胞可以形成动态相互作用网络,抑制白血病细胞(如通过GZMA:F2R信号)。
PCF空间单细胞蛋白组分析了6例治疗前和6例治疗后的AML患者骨髓活检样本,重点比较了应答者(AML-R)与非应答者(AML-NR)在DLI治疗前后的空间免疫特征。PCF检测了33种抗体,涵盖T细胞(CD3、CD8、CD4)、NK细胞(CD56、CD16)、B细胞(CD19、CD20)、髓系细胞(CD14、CD11c)、干细胞/白血病(CD34)及功能蛋白(Granzyme B、TIGIT、OX40)等。细胞表型分析发现了治疗后AML应答者的T细胞从抑制性表型(TIM3+、CTLA4+)转变为效应表型(LAG3+、Granzyme B+、CD57+),而AML非应答者的T细胞持续高表达抑制性受体TIGIT,缺乏效应标志物。说明了应答者的T细胞在治疗后获得细胞毒性功能,而非应答者的T细胞因TIGIT信号被抑制,无法有效杀伤白血病细胞。
细胞邻域分析发现了治疗后AML应答者出现了37种邻域类型,包含T、B、NK和髓系细胞的混合群落(如CD8+CD57+ CTL与CD11c+树突状细胞共定位)。而AML非应答者仅19种邻域类型,以髓系细胞(如CD14+单核细胞)和白血病细胞为主,T/B细胞稀少。应答者的邻域中CD8+CTL与CD20+B细胞、CD56+NK细胞形成“免疫三联体”,可能促进抗原呈递和T细胞激活。非应答者的邻域中TIGIT+CD8+T细胞与CD14+单核细胞、CD34+白血病细胞相邻,可能通过TIGIT-NECTIN2抑制信号阻碍免疫应答。这些结果说明了AML应答者的邻域多样性显著高于非应答者,提示协调的免疫网络仅存在于应答者。
该研究也进行了功能验证,体外共培养实验显示了AML应答者的CD8+ TEMRA细胞在接触自体白血病细胞后,IFN-γ和CD137表达显著升高,而非应答者的细胞活性低下。阻断TIGIT或增强ZNF683可能逆转免疫抑制。
总结与讨论
该研究首次阐明了AML对DLI反应的免疫细胞动态网络,ZNF683Hi CD8+ T细胞作为核心效应细胞,其扩增依赖骨髓微环境的支持。并且提出了TIGIT-NECTIN2轴是非应答的关键抑制通路。该研究整合了单细胞测序和PCF空间单细胞蛋白组,深度解析了免疫细胞在组织中的定位与协同。
附:本文PCF检测的33种抗体列表
华盈生物空间多模态研究体系
PCF空间单细胞蛋白组成像示例
| 相关文献
Maurer K, Park CY, Mani S, Borji M, Raths F, Gouin KH 3rd et al.Coordinated immune networks in leukemia bone marrow microenvironments distinguish response to cellular therapy.Sci Immunol. 2025 Jan 24;10(103):eadr0782.

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