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Nat Immunol|空间组学解析肝癌免疫治疗响应的新型三级淋巴结构形态
【概要描述】空间单细胞蛋白组解析新形态三级淋巴结构的微结构
- 分类:华盈视角
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- 发布时间:2025-07-31 17:21
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三级淋巴结构(TLS)在实体瘤免疫治疗中虽然与更好疗效相关,但其预后预测价值和动态周期演变尚未明确。借助新辅助免疫治疗提供的研究窗口,《Nature Immunol》(IF: 27.6)上发表了一项题为“Immunotherapy response induces divergent tertiary lymphoid structure morphologies in hepatocellular carcinoma”的论文。该研究聚焦肝细胞癌(HCC)新辅助免疫治疗中TLS的动态变化,首次发现了肿瘤内TLS密度是病理缓解和生存期的独立预测标志物。研究揭示了肿瘤消退区存在新型退化形态TLS(involuted TLS),其结构特征与免疫记忆形成相关。利用空间单细胞蛋白组技术解析了成熟TLS和退化TLS微结构之间细胞组成和空间关系的差异性,并联合转录组测序、免疫组库测序和单细胞测序揭示了TLS动态变化过程中的分子改变。

| 主要发现
TLS不同的空间分布
研究者纳入了19例接受新辅助免疫治疗的HCC患者治疗后的手术样本,及55例未经系统性治疗的HCC手术患者样本。首先根据CD20免疫组化结果,将直径大于150μm的CD20+淋巴细胞团定义为TLS。根据TLS的定位,分为肿瘤内TLS和肿瘤旁TLS。19例治疗后的肿瘤中有12例(63.2%)出现TLS,27例未经治疗的HCC肿瘤中出现TLS。新辅助治疗后肿瘤内TLS密度显著高于对照组,且与治疗响应显著相关。完全响应患者的肿瘤内TLS比例最多。

治疗前样本的TLS分析
为了分析TLS是否在治疗前就存在,研究者分析了13例患者治疗前样本,这些患者有足够的治疗前活检样本进行免疫组化检测。虽然没有成熟的TLS,但是研究者发现了CD20+CXCL13+淋巴细胞团存在于6例患者治疗前样本中,并且与之后的治疗响应相关。但是,通过HE染色只发现了2例患者存在TLS,因此研究提出了活检中CD20+CXCL13+淋巴细胞团而非HE染色可见的TLS也可以作为预测标志。

新型退化形态TLS的解析
研究者发现了治疗后残留肿瘤内和肿瘤消退区(regression bed)存在不同形态的TLS。在残留肿瘤内主要是经典的成熟TLS,包括CD20+ B细胞生发中心、CD21+ FDC网络、B细胞区和T细胞区。而在肿瘤消退区中存在一种非典型形态的TLS,CD20+ B细胞滤泡分散,呈环状分布,生发中心标志CD21和CD23弱表达,研究者命名为退化型TLS(involuted TLS)。这些退化型TLS存在于7例完全响应患者的肿瘤消退区。

为了解析成熟TLS和退化型TLS的微结构组成差异,研究者对9例患者进行了空间单细胞蛋白组分析,检测了38个marker,分析了38个TLS区域,包括20个成熟TLS和18个退化型TLS。与免疫组化结果一致,空间单细胞蛋白组发现了退化型TLS中CD20+ B细胞分散,分布, CD21和CD23的弱表达。但是T细胞区却持续存在,富含成熟树突细胞(DC-LAMP+CCR7+HLA-DRhi),CD4+Tph细胞(CXCR5⁻CXCR3⁺)与CD8+T细胞紧密接触,记忆T细胞标志(CD45RO+CD25+)高表达。

空间单细胞蛋白组细胞分割之后,分析了6万多个单细胞,诠释了16种细胞亚群。除了不同细胞亚群在成熟TLS和退化型TLS之间的比例差异,特别是发现了以B细胞亚群为中心的空间互作关系显著不同。在成熟TLS中,细胞邻域以高表达BCL-6的B细胞为主,而在退化型TLS中,细胞邻域以低表达BCL-6的B细胞为主。但是T细胞区的空间结构保留,呈现持续抗原呈递,包括成熟DC细、Treg、增值T细胞和效应T细胞之间的互作关系。
研究者也进行了显微切割后的免疫组库测序,发现了B细胞在退化TLS中经历了更大的抗原驱动的阳性选择,而克隆扩增的CD8+T细胞以效应记忆表型(GZMK⁺/GZMB⁺)为主可能介导长期免疫监视。

研究者也在肺癌和Merkel细胞癌免疫治疗的完全缓解患者中均发现了退化TLS,提示其可能是免疫治疗响应的共性终末结构。

| 总结与讨论
该研究发现了退化TLS作为免疫记忆枢纽。肿瘤清除后,B细胞滤泡解体;T细胞区持续存在,通过DC-T细胞互作维持记忆T细胞;克隆扩增的细胞毒性T细胞(尤其组织驻留亚群)提供长期保护。通过多组学整合分析,本研究阐明了TLS是HCC免疫治疗响应的核心免疫枢纽,其空间位置、结构演变(尤其退化形态)及伴随的T细胞记忆表型,为预后预测和联合治疗策略提供了新方向。

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
Shu DH, Ho WJ, Kagohara LT, Girgis A, Shin SM, Danilova L et al.Immunotherapy response induces divergent tertiary lymphoid structure morphologies in hepatocellular carcinoma.Nat Immunol. 2024;25(11):2110-2123.
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