文献分享--弥漫性大B细胞淋巴瘤中肿瘤免疫微环境的多模态空间表征揭示可靶向的炎性生态位

作者，Evil Genius

公司清算倒计时第一天。

今天我们分享文献，国人在国外的课题组发表的文章。

知识积累

弥漫性大B细胞淋巴瘤（DLBCLs）是一组异质性恶性肿瘤，可发生于淋巴结或包括免疫豁免位点在内的结外部位。在淋巴结中，基质细胞、抗原呈递细胞及其他髓系细胞协助T细胞和B细胞对病原体产生适应性免疫应答。淋巴结的结构布局旨在促进复杂的细胞间相互作用，以控制细胞迁移、扩增、克隆选择及负反馈，这些对于产生有效的免疫应答及感染后恢复至关重要。然而，在DLBCL中，这种结构被破坏，恶性B细胞大量取代了淋巴结组织，尽管许多原有的细胞类型仍以不同比例存在，并参与疾病的发生。

空间转录组学、蛋白质组学和基因组学分析。

结果1、通过单细胞空间转录组学进行高分辨率细胞分型

CosMx + CODEX技术。

结果2、DLBCL中存在空间迥异的细胞生态位

进行了细胞邻域分析，并将细胞生态位定义为中心200像素（24微米）范围内的细胞集合，形成了不同的细胞生态位。

通过对细胞邻域进行聚类，鉴定出七种典型的细胞生态位，分别以T细胞、浆细胞、髓系细胞、基质细胞、肿瘤B细胞、弥漫于异质性免疫浸润中的肿瘤细胞，或非恶性细胞与散在肿瘤细胞的混合模式为特征。在CN1至CN5中，主导细胞状态的优势地位体现在其细胞状态特异性的差异表达基因上，而CN6和CN7则显示出反映其多样细胞组成的混合模式。通过正交的CODEX图像验证了CN1-CN5中主要细胞类型的空间聚集。值得注意的是，在弥漫细胞生态位中，肿瘤B细胞形成了共定位网络的中心，表明在该微环境中肿瘤B细胞与多种免疫细胞类型存在接触。

在弥漫生态位中，肿瘤B细胞位于细胞间接触网络的中心，与多种免疫细胞密切相互作用。

MHC-I类基因突变与弥漫生态位的比例升高相关，提示免疫逃逸机制 可能塑造了这种特定的炎性微环境。

结果3、生态位特异性的细胞间通讯

对CN1、CN3和CN5中的T细胞进行了基因表达差异的监督分析。

• CN1中的T细胞表现出最健康、功能最活跃的状态：高表达初始/记忆标志物和细胞毒性标志物，低表达功能障碍标志物。
• CN3中的T细胞表现出激活但趋向耗竭的状态：细胞毒性标志物表达升高，但同时高表达LAG3、TIM3等耗竭标志物，显示效应表型伴随功能障碍迹象。
• CN5中的T细胞表现出显著抑制状态：不强烈表达细胞毒性标志物，而是高表达ENTPD1、TIGIT、PD-1等其他耗竭标志物，表明肿瘤富集生态位对T细胞功能具有抑制作用。

为探究其机制，研究采用两种方法：

化学趋化因子分析：发现仅在CN1和CN3中，多种细胞类型高表达T细胞趋化因子，而在CN5中则没有。此外，CN1中的APOE+C1Q+ TAMs也高表达抗原呈递基因。

细胞间通讯分析：证实CN1中多种细胞与T细胞间存在丰富的趋化因子-受体相互作用，而其他生态位（尤其是肿瘤生态位）中则缺乏。同时，分析还揭示了：

CN1中MHC-II向CD4 T细胞的抗原呈递增强。

在CN3和CN5中，CD274–PDCD1相互作用显著富集，其PD-L1来源分别为髓系细胞和肿瘤细胞。

总之，这些发现强调了不同细胞生态位中T细胞状态和表型的巨大差异，这些差异很可能受到每个生态位内独特的细胞间通讯模式的影响。

不同的空间细胞生态位通过特定的细胞间通讯，塑造了截然不同的T细胞功能状态：

T细胞状态具有空间异质性：即使初始聚类为同一群，位于T细胞富集生态位、髓系富集生态位和肿瘤富集生态位的T细胞，其功能状态从“健康效应”到“激活耗竭”再到“深度抑制”，呈现一个功能递减的谱系。

生态位通过特定信号调控T细胞：

T细胞生态位：通过多种趋化因子招募T细胞，并通过高水平的抗原呈递维持其健康状态。

髓系与肿瘤生态位：则主要通过 PD-L1/PD-1等抑制性信号 来压制T细胞功能。

研究意义：该发现强调了肿瘤免疫微环境的高度空间组织化，仅仅知道“有”T细胞是不够的，其所在的具体“位置”和周围的“邻居” 共同决定了它的抗肿瘤能力，这为理解免疫治疗耐药性和开发新的联合策略提供了关键见解。

结果4、肿瘤B细胞生态位重现生发中心相互作用模式

肿瘤B细胞在所有细胞生态位中均有发现，但在CN5（肿瘤B细胞富集生态位）和CN6（弥漫生态位）中最为富集。为探究其机制，我们比较了位于这两个生态位中的肿瘤B细胞特征：

CN5中的肿瘤B细胞：

表现出更高的细胞周期相关标志物和抗凋亡BCL2癌基因的表达。

涉及BCR信号和表观遗传调控的基因表达更高。

细胞间通讯分析显示，CXCL12（由基质细胞FRCs产生）–CXCR4（由肿瘤B细胞表达） 的相互作用是该生态位中最显著的信号通路。

CN6及其他生态位中的肿瘤B细胞：

在CN1（T细胞富集生态位）中，肿瘤B细胞与CD4 T细胞存在显著的CD40L–CD40相互作用。

一部分细胞也高表达多种免疫检查点配体。

核心结论：

主要的肿瘤B细胞生态位（CN5）呈现出类似于生发中心暗区的模式：由CXCR4信号调控，包含高度增殖的B细胞，且T细胞丰度较低。相比之下，其他生态位（如CN1）则更像生发中心明区，B细胞增殖活性较低，并接收来自CD4 T细胞的CD40介导的共刺激信号。

结果5、EBV阳性DLBCL中的T细胞功能障碍

EBV是一种B细胞转化病毒，驱动约5%的DLBCL病例发生。在健康个体中，EBV感染的B细胞会受到T细胞的监视，从而防止恶性增殖。我们通过比较免疫能力正常个体的结节性EBV阳性DLBCL与EBV阴性DLBCL，探索了其T细胞特征。

研究发现：

• 细胞组成与生态位差异：与EBV阴性DLBCL相比，EBV阳性DLBCL中肿瘤B细胞比例显著更低，而T细胞比例显著更高。因此，EBV阳性DLBCL中肿瘤富集生态位比例极低，而T细胞富集生态位和混合生态位则显著过多。
• 细胞间相互作用增强：细胞通讯分析显示，EBV阳性DLBCL中T细胞趋化信号以及通过MHC-I和MHC-II的抗原递呈信号更强。肿瘤B细胞与T细胞及巨噬细胞的邻近相互作用也更频繁。
• 关键的T细胞状态异常：在排除了生态位差异的混淆因素后，专门比较T细胞生态位内的T细胞发现：尽管EBV阴性DLBCL中该生态位内的T细胞表现为低耗竭标志物表达的健康状态，但EBV阳性DLBCL中同一生态位内的T细胞，其细胞毒性标志物和耗竭标志物的表达均显著上调。单分子分辨率成像和蛋白染色均清晰显示，这些T细胞同时高表达效应分子和耗竭标志物。

总之，这些结果表明，尽管EBV阳性DLBCL拥有更多通常有利于T细胞功能发挥的生态位，但其T细胞实际上表现出慢性刺激和功能障碍的特征。

结果6、免疫豁免部位DLBCL中的T细胞浸润

尽管免疫豁免部位（如中枢神经系统、睾丸）通常限制免疫细胞进入，但发生于此的DLBCL却被发现存在免疫浸润。我们通过比较IPS DLBCL、结节性DLBCL和其他结外部位DLBCL，探索了其免疫学特征。

主要发现：

细胞组成与生态位：

IPS DLBCL中肿瘤B细胞比例更高，但T细胞比例与结节性DLBCL无显著差异。

与结节性DLBCL相比，IPS和EN-O DLBCL中肿瘤富集的致密生态位比例更低，而肿瘤与免疫细胞混合的弥漫生态位和混合生态位比例更高。

空间相互作用：

尽管位于免疫豁免部位，IPS DLBCL中的肿瘤B细胞与T细胞的邻近程度与结节性DLBCL相当，且显著高于EN-O DLBCL。

IPS DLBCL中有大量T细胞驻留在弥漫生态位中，与肿瘤B细胞密切混合。

T细胞功能状态：

强大的效应功能：与结节性或EN-O DLBCL相比，IPS DLBCL中的T细胞表现出更强的细胞毒性、更高的效应分子表达和更强的增殖能力，提示存在活跃的抗原特异性T细胞应答和克隆扩增。

显著的抑制性环境：与此同时，这些T细胞也高表达多种耗竭标志物，且微环境中存在丰富的PD-L1等抑制性配体及Galectin-9-TIM3等抑制性信号。

IPS DLBCLs虽然位于免疫豁免部位，但存在显著的T细胞浸润，这些T细胞处于一种既高度激活又深度受抑的矛盾状态，表明其微环境具有强大的免疫抑制机制。这也提示，IPS DLBCL可能对解除这种抑制的免疫疗法（如免疫检查点抑制剂）特别敏感。

最后来看看方法

CosMx数据分析部分

细胞邻域与细胞niche

niche细胞富集

niche细胞共定位网络

细胞邻域通讯

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