hello壤圃,大家好,又是新的一周琅轧,清明節(jié)大家找到了對(duì)象沒有伍绳??乍桂?沒有的話冲杀, 那就繼續(xù)找??,29歲睹酌,而立之年权谁,雖然不知道命運(yùn)會(huì)帶來什么,但是有一點(diǎn)應(yīng)該是毫無疑問的憋沿,那就是天生我才必有用~~~~旺芽。
好了,這一篇我們要來分享全球首篇FFPE空間轉(zhuǎn)錄組的研究文章,文章在Tertiary lymphoid structures generate and propagate anti-tumor antibody-producing plasma cells in renal cell cancer,發(fā)表在了免疫雜志的頂刊采章,非常值得借鑒运嗜。
先來了解一個(gè)小知識(shí),三級(jí)淋巴結(jié)構(gòu)悯舟。
三級(jí)淋巴結(jié)構(gòu)(TLS担租,也稱為異位淋巴組織/器官)是在非淋巴組織中發(fā)現(xiàn)的淋巴組織結(jié)構(gòu)。TLS可在炎癥組織中發(fā)生抵怎,并與慢性炎癥性疾病翩活、自身免疫性疾病和癌癥有關(guān)。因此便贵,TLS作為腫瘤免疫調(diào)節(jié)和腫瘤治療的有利手段菠镇,受到了腫瘤患者的關(guān)注。
三級(jí)淋巴結(jié)構(gòu)可以看成是一個(gè)在架構(gòu)在成纖維細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)上的淋巴細(xì)胞聚集體承璃,包含兩個(gè)重要的結(jié)構(gòu)區(qū)域—T細(xì)胞區(qū)和(濾泡)B細(xì)胞區(qū)利耍。成熟的三級(jí)淋巴結(jié)構(gòu)被定義為存在有生發(fā)中心(Germinal centre,GC)盔粹,GC內(nèi)含有T濾泡輔助細(xì)胞和濾泡狀樹突細(xì)胞隘梨,并且與B細(xì)胞緊密聯(lián)系。
與正常淋巴組織發(fā)育不同舷嗡,在缺乏前體LTi細(xì)胞的情況下轴猎,第三級(jí)淋巴器官也開始出現(xiàn)。
起始階段(Initiation)
異位淋巴組織生成的起始階段是由一種局部炎癥微環(huán)境驅(qū)動(dòng)的进萄,主要參與的免疫細(xì)胞包括:分泌IL-17的CD4+細(xì)胞捻脖,糠馆、NK細(xì)胞份汗、中性粒細(xì)胞、γδT細(xì)胞和ILC3等席赂。
這些免疫細(xì)胞與成纖維細(xì)胞援雇、血管周圍成纖維細(xì)胞矛渴、間充質(zhì)細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞形成緊密連接,釋放細(xì)胞因子如IFN-γ惫搏、IL-1β具温、TNF等。這些細(xì)胞因子促進(jìn)粘附分子表達(dá)以及趨化因子(即CXCL12筐赔、CXCL13铣猩、CCL19和CCL21)釋放,創(chuàng)建淋巴結(jié)構(gòu)形成的基礎(chǔ)空間環(huán)境川陆。
歸巢階段(Homing)
釋放的趨化因子剂习,招募趨化T細(xì)胞蛮位,B細(xì)胞等更多的免疫細(xì)胞至炎癥局部三級(jí)淋巴器官形成空間,基質(zhì)細(xì)胞等持續(xù)釋放淋巴細(xì)胞存活細(xì)胞因子等(BAFF鳞绕,IL-7失仁,CXCL12),支持遷移過來的淋巴細(xì)胞持續(xù)存活们何,活化萄焦,增殖形成異位淋巴器官。
維持異位淋巴組織(Maintenance)
激活的B細(xì)胞和T細(xì)胞釋放LTα1β2冤竹,駐留的間質(zhì)細(xì)胞拂封、浸潤(rùn)巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和其他實(shí)質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生的趨化因子(CCL19/21鹦蠕,CXCL12/13)冒签,F(xiàn)DCs促進(jìn)生發(fā)中心形成,高親和力抗體產(chǎn)生钟病。B細(xì)胞也產(chǎn)生FDCs分化需要的 LTα1β2萧恕。
B細(xì)胞、T細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞向三級(jí)巴組織的募集肠阱,激活內(nèi)皮細(xì)胞的高內(nèi)皮微靜脈樣表型票唆。
在胚胎和新生兒時(shí)期,高內(nèi)皮微靜脈在所有次級(jí)淋巴器官中發(fā)育屹徘,對(duì)啟動(dòng)和維持免疫反應(yīng)至關(guān)重要走趋,因?yàn)樗鼈儚难褐刑崛∮字珊陀洃浟馨图?xì)胞,并將它們輸送到淋巴結(jié)內(nèi)的抗原呈遞細(xì)胞噪伊。
這些有助于淋巴細(xì)胞存活和/或增殖的細(xì)胞因子簿煌,自身抗體(Auto-Abs)等,為異位第三淋巴器官的維持創(chuàng)造一個(gè)生態(tài)位酥宴。
癌癥三級(jí)淋巴組織(TLS)中免疫浸潤(rùn)的組成也稱為三級(jí)淋巴器官或異位淋巴結(jié)構(gòu)啦吧,是出生后在非淋巴組織中出現(xiàn)的免疫細(xì)胞的有組織聚集體。TLSs在生理?xiàng)l件下不存在拙寡,但在慢性炎癥環(huán)境中形成。TLS可能在癌癥類型之間有所不同琳水。TLS的特點(diǎn)是CD20+ B細(xì)胞的內(nèi)部區(qū)域被CD3+ T細(xì)胞包圍肆糕,盡管TLS的具體組成可能有所不同,但在T細(xì)胞區(qū)室中在孝,CD4+ T濾泡輔助(TFH)細(xì)胞通常代表主要亞群诚啃,但CD8+細(xì)胞毒性T細(xì)胞、CD4+ T輔助1(TH1)細(xì)胞和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)也可以存在私沮。類似于次級(jí)淋巴器官始赎,三級(jí)淋巴組織包含T細(xì)胞區(qū)和B細(xì)胞區(qū)
- T細(xì)胞區(qū):由T細(xì)胞,DC細(xì)胞和成纖維網(wǎng)狀細(xì)胞組成
- B細(xì)胞區(qū):包含生發(fā)中心,漿細(xì)胞造垛,抗體和腫瘤抗原形成的免疫復(fù)合物魔招,濾泡DC。
三級(jí)淋巴組織產(chǎn)生效應(yīng)T細(xì)胞和B細(xì)胞五辽,可以在腫瘤局部直接殺死腫瘤細(xì)胞办斑,或者通過ADCC和CDC效應(yīng)殺傷腫瘤細(xì)胞。三級(jí)淋巴組織的中樞記憶T細(xì)胞和B細(xì)胞杆逗,同時(shí)還擔(dān)負(fù)監(jiān)測(cè)腫瘤轉(zhuǎn)移的職責(zé)乡翅。靠近腫瘤的三級(jí)淋巴組織的淋巴細(xì)胞則是腫瘤前體細(xì)胞或者腫瘤細(xì)胞的微環(huán)境罪郊,在腫瘤復(fù)發(fā)中有一定作用蠕蚜。
好了,開始分享我們的主要內(nèi)容
值得注意的分析點(diǎn)
- 沒有單細(xì)胞數(shù)據(jù)的情況下悔橄,單細(xì)胞細(xì)胞豐度靶累、區(qū)域注釋如何做?
- 細(xì)胞類型的共定位
- 空間BCR(TCR)如何實(shí)現(xiàn)的橄维?尺铣??
Highlights
- Tertiary lymphoid structures are sites of in situ B cell maturation toward plasma cells
- IgG+ and IgA+ plasma cells disseminate into the tumor tissue along fibroblastic tracks
- Tumor cells are labeled by locally produced IgG
- Patients with IgG-labeled tumor cells have high response rate to ICI and prolonged PFS
SUMMARY
腫瘤內(nèi)三級(jí)淋巴結(jié)構(gòu) (TLS) 的存在與積極的臨床結(jié)果和對(duì)癌癥免疫治療的反應(yīng)有關(guān)争舞。在這里凛忿,使用空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)來檢查腎細(xì)胞癌 (RCC) 中 TLS 內(nèi) B 細(xì)胞反應(yīng)的性質(zhì)。 B 細(xì)胞在 TLS區(qū)域中富集竞川,在研究中可以識(shí)別所有 B 細(xì)胞成熟階段朝向漿細(xì)胞 (PC) 的形成店溢。 B 細(xì)胞 repertoire 分析揭示了 在TLS 中的B細(xì)胞的克隆多樣化、選擇委乌、擴(kuò)增以及遠(yuǎn)處完全成熟的克隆型的存在床牧。在 TLS+ 腫瘤中,產(chǎn)生 IgG 和 IgA 的 PC 沿著成纖維細(xì)胞空間分布遷移到腫瘤bed中遭贸。 TLS+ 腫瘤表現(xiàn)出高頻率的產(chǎn)生 IgG 的 PC 和 IgG 染色和凋亡的惡性細(xì)胞戈咳,這表明具有抗腫瘤效應(yīng)活性。Therapeutic responses and progression-free survival correlated with IgG-stained tumor cells in RCC patients treated with immune checkpoint inhibitors壕吹。因此著蛙,腫瘤內(nèi) TLS 維持與免疫治療反應(yīng)相關(guān)的 B 細(xì)胞成熟和抗體產(chǎn)生,可能通過直接的抗腫瘤作用耳贬。
INTRODUCTION
在自身免疫性疾病踏堡、慢性感染、移植排斥和癌癥中遭受慢性炎癥和抗原持久性的組織中發(fā)現(xiàn)了三級(jí)淋巴結(jié)構(gòu) (TLS)咒劲。 腫瘤內(nèi) TLS 的存在和密度與許多癌癥類型的良好預(yù)后相關(guān).
TLS 是在成纖維細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)上形成的有組織的淋巴樣聚集體顷蟆,包括一個(gè) T 細(xì)胞區(qū)诫隅,其中成熟的樹突細(xì)胞與 T 細(xì)胞接觸,以及一個(gè)濾泡性 B 細(xì)胞區(qū)帐偎。成熟 TLS 的定義是存在包含 T 濾泡輔助 (Tfh) 細(xì)胞和與 B 細(xì)胞緊密接觸的濾泡樹突狀細(xì)胞的生發(fā)中心 (GC)逐纬。最近的證據(jù)支持這樣的結(jié)論,即含有 GC 的成熟 TLS肮街,而不是沒有 GC 的早期 TLS风题,與肝細(xì)胞癌、肺鱗狀細(xì)胞癌嫉父、結(jié)直腸癌和胰腺癌的臨床益處相關(guān)沛硅。 GC的主要功能是產(chǎn)生記憶B細(xì)胞和分泌高親和力抗體的 long-lived 漿細(xì)胞(PC)。 B 細(xì)胞和 PC 轉(zhuǎn)錄組特征的高表達(dá)水平和高 PC 密度與幾種癌癥類型的較長(zhǎng)存活率相關(guān)绕辖。在軟組織肉瘤摇肌、黑色素瘤、腎細(xì)胞癌仪际、非小細(xì)胞肺癌围小、尿路上皮癌和其他腫瘤中,B 細(xì)胞和成熟 TLS 的存在比 T 細(xì)胞更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)了對(duì)免疫檢查點(diǎn)抑制劑 (ICI) 的治療反應(yīng)和存活率癌癥類型树碱。 B 細(xì)胞和 PC 影響臨床結(jié)果和對(duì) ICI 反應(yīng)的機(jī)制尚不清楚肯适。盡管一些研究顯示腫瘤內(nèi) B 細(xì)胞可以在某些癌癥中產(chǎn)生針對(duì)腫瘤相關(guān)抗原的 IgG 和 IgA 抗體,但沒有證據(jù)表明它們起源于腫瘤內(nèi)發(fā)生的 B 細(xì)胞分化成榜,特別是在 TLS 部位框舔。
在目前的工作中,解決了 TLS 作為 B 細(xì)胞原位成熟驅(qū)動(dòng)因素赎婚、產(chǎn)生抗體的 PC 的作用以及它們對(duì) ICI 反應(yīng)的影響的問題刘绣。研究了腫瘤的空間分辨轉(zhuǎn)錄組結(jié)構(gòu)透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌 (ccRCC) 原發(fā)性腫瘤的微環(huán)境 (TME)。通過關(guān)注 TLS 及其附近挣输,展示了 B 細(xì)胞在不同成熟階段的存在纬凤,支持 B 細(xì)胞反應(yīng)的產(chǎn)生。分析證明了 B 細(xì)胞的體細(xì)胞超突變撩嚼、克隆選擇和擴(kuò)增停士,以及 PC 產(chǎn)生的免疫球蛋白,表明腫瘤內(nèi)部產(chǎn)生了完整的 B 細(xì)胞反應(yīng)完丽。此外向瓷,發(fā)現(xiàn) IgG 和 IgA 陽性 PC 沿著 CXCL12 陽性成纖維細(xì)胞軌道在腫瘤內(nèi)遷移。顯示抗體(主要是 IgG)與腫瘤細(xì)胞結(jié)合舰涌,并且它們的存在與半胱天冬酶依賴性腫瘤細(xì)胞凋亡有關(guān)。在 IgG 染色的腫瘤細(xì)胞附近檢測(cè)到呈現(xiàn) caspase 3 活化的巨噬細(xì)胞表明它們可能是通過誘導(dǎo) IgG 介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞死亡的效應(yīng)物你稚。最后瓷耙,具有大量 IgG 陽性腫瘤細(xì)胞的患者對(duì) ICI 反應(yīng)表現(xiàn)出高反應(yīng)率和更長(zhǎng)的 PFS朱躺。
RESULTS
Spatial TME architecture unveils areas of B cell rich hot spots in TLS+ tumors
為了分析 TLS 對(duì) TME 結(jié)構(gòu)的影響,使用了 10X Genomics 的 Visium 空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)搁痛。 它使用位于直徑為 55 um 的點(diǎn)中的空間條形碼寡核苷酸以空間分辨率測(cè)量完整的轉(zhuǎn)錄組长搀。 這允許在多達(dá) 5,000 個(gè)spot中量化空間基因表達(dá)。
使用冷凍(n = 12)和 FFPE 切片(n = 12)對(duì) 24 個(gè) ccRCC 原發(fā)性腫瘤進(jìn)行空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)鸡典。在對(duì)切片進(jìn)行 H&E 染色后源请,經(jīng)驗(yàn)豐富的病理學(xué)家 (VV) 對(duì)每個(gè)腫瘤的整體組織以及 TLS 的存在和定位進(jìn)行了注釋。下圖顯示了一個(gè) TLS+ 冷凍切片腫瘤彻况、一個(gè) TLS+ FFPE 腫瘤和一個(gè) TLS- 冷凍切片腫瘤谁尸。碳酸酐酶9(蛋白質(zhì)名稱:CAIX,基因名稱:Ca9)是ccRCC腫瘤細(xì)胞的標(biāo)志物纽甘,在大多數(shù)ccRCC腫瘤中的表達(dá)與23/24腫瘤中的表達(dá)一致良蛮,并且在腫瘤切片中分布均勻。使用微環(huán)境populations (MCP)-counter評(píng)估 TME 的免疫和基質(zhì)細(xì)胞群的分布悍赢,該counter從轉(zhuǎn)錄組譜估計(jì)細(xì)胞類型豐度决瞳。在下圖所示的 TLS+ 腫瘤中,B 細(xì)胞譜系(包含識(shí)別從幼稚細(xì)胞到 PC 的所有成熟步驟的基因)和 T 細(xì)胞(識(shí)別不同的 T 細(xì)胞群)基因特征優(yōu)先在位于TLS 區(qū)域中表達(dá) 左权。這些腫瘤表現(xiàn)出 CD8 T 細(xì)胞特征的低表達(dá)皮胡,在 TLS 區(qū)域略有富集(p = 0.017)。 TLS 中的單核細(xì)胞譜系特征略高(分別為 p = 0.00081 和 p = 0.035)赏迟,而 NK 細(xì)胞更廣泛地分布在整個(gè)腫瘤切片中屡贺。內(nèi)皮細(xì)胞和中性粒細(xì)胞均勻分布,在 TLS 內(nèi)得分較低)瀑梗,而在 TLS 區(qū)域發(fā)現(xiàn)成纖維細(xì)胞特征的高表達(dá)烹笔。 TLS 腫瘤沒有顯示出這種有組織的模式,MCP counter 分析顯示 B 譜系評(píng)分非常低且分散分布抛丽,以及其他免疫和基質(zhì)特征的分散定位谤职。這些不同的 TME 空間組織模式在 8 個(gè) TLS+ 和 4 個(gè) TLS- 冷凍切片腫瘤以及 10 個(gè) TLS+ 和 2 個(gè) TLS- FFPE 腫瘤中始終可以識(shí)別,這表明 TLS 與 B 譜系亿鲜、T 細(xì)胞和成纖維細(xì)胞特征的表達(dá)有關(guān).
Immunoglobulin (Ig) gene expression inside and at distance from TLS
為了確定 TLS 在腫瘤中的轉(zhuǎn)錄組學(xué)印記允蜈,在冷凍切片的連續(xù)載玻片上通過三重 IF 標(biāo)記 (CD20/CD3/PD-1) 確認(rèn)了 H&E 定義的 TLS 位置,表達(dá)分析IHC 對(duì) FFPE 樣品進(jìn)行切片和 CD3/CD20 標(biāo)記后蒿柳,在 TLS 和腫瘤區(qū)域之間進(jìn)行了差異基因饶套。通過留一法交叉驗(yàn)證對(duì) 4 個(gè)冷凍的 TLS+ 腫瘤進(jìn)行了 TLS 印記markers的研究,這是一種通過識(shí)別來自 3 個(gè)腫瘤的基因并在第四個(gè)腫瘤上驗(yàn)證它們來執(zhí)行順序排列的方法垒探。平均倍數(shù)變化超過 2 且調(diào)整后的 p 值低于 0.05(Bonferroni 校正)的基因被考慮用于分析妓蛮。在signature中選擇了在至少 3 個(gè) TLS+ 腫瘤中分別達(dá)到 0.7 曲線下面積 (AUC) 的基因,這導(dǎo)致了 29 個(gè)基因的 TLS imprint signature圾叼。該特征包括 12 個(gè)免疫球蛋白基因(IGHA1蛤克、IGHG1捺癞、IGHG2、IGHG3构挤、IGHG4髓介、IGHGP、IGHM筋现、IGKC唐础、IGLC1、IGLC2矾飞、IGLC3 和 JCHAIN)一膨、5 個(gè) B 細(xì)胞標(biāo)志物(CD79A、FCRL5凰慈、MZB1汞幢、SSR4 和 XBP1), 2 個(gè) T 細(xì)胞標(biāo)志物(TRBC2 和 IL7R)微谓、2 個(gè)成纖維細(xì)胞標(biāo)志物(CXCL12森篷、LUM)、2 個(gè)補(bǔ)體蛋白編碼基因(C1QA 和 C7)豺型,以及 CD52仲智、APOE、PTLP姻氨、PTGDS钓辆、PIM2 和 DERL3 基因。這 29 個(gè)基因特征是 TLS imprint的標(biāo)志物肴焊,在發(fā)現(xiàn)冷凍 TLS+ 腫瘤時(shí)的 AUC 范圍為 0.89 至 0.97前联,而在其余冷凍 TLS+ 腫瘤的驗(yàn)證中,其 AUC 范圍為 0.77 至 0.94娶眷。該特征在 9/10 TLS+ 腫瘤中 AUC 范圍為 0.75 至 0.93 的 12 個(gè) FFPE 腫瘤上得到進(jìn)一步驗(yàn)證似嗤,但一個(gè)樣本的 AUC 為 0.62 且 TLS 印記特征表達(dá)較弱。發(fā)現(xiàn)該腫瘤缺乏 TLS 成熟度標(biāo)志物届宠,例如 CD23 和 BCL6烁落,以及外周淋巴結(jié)尋址素陽性 (PNAd+) 高內(nèi)皮小靜脈 (HEV)。在 4 個(gè)冷凍和 2 個(gè) FFPE TLS 腫瘤中僅觀察到印跡特征的稀疏表達(dá)豌注,除了一個(gè)腫瘤伤塌,其中基因特征識(shí)別出表達(dá) MZB1 PC 相關(guān)基因和 IGHG1 的小區(qū)域,盡管沒有 TLS通過 H&E 染色和 CD3-CD20 IF 標(biāo)記觀察轧铁。
Ig 和 B 細(xì)胞相關(guān)基因在 TLS 印記特征中的顯著富集促使研究關(guān)注 B 細(xì)胞每聪。首先旨在精確定位與 TLS 相關(guān)的轉(zhuǎn)錄不同的 B 細(xì)胞亞型。使用穩(wěn)健的細(xì)胞類型分解 (RCTD,大家可以參考文章10X單細(xì)胞空間聯(lián)合分析之十(RCTD)) 對(duì)扁桃體 B 細(xì)胞單細(xì)胞分析中定義的 B 細(xì)胞亞群進(jìn)行空間映射熊痴,發(fā)現(xiàn)幼稚 B 細(xì)胞相關(guān)基因的表達(dá)稀少他爸,盡管與 TLS 顯著相關(guān),并且與 FCRL4+ 記憶 B 細(xì)胞密切相關(guān)果善、GC B 細(xì)胞 (p = 0.0087) 和具有 TLS 的漿細(xì)胞特征。 PC 相關(guān)基因 MZB1 的表達(dá)在 TLS 中高系谐,而在冷凍切片腫瘤的腫瘤區(qū)域中總體低巾陕。在 FFPE 腫瘤中發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果。然而纪他,在腫瘤內(nèi)的不同位置檢測(cè)到許多分散的鄙煤、遠(yuǎn)離 TLS 的 MZB1 表達(dá)點(diǎn)。 MZB1 是漿母細(xì)胞特征的一部分茶袒,在 PC 中高度表達(dá)梯刚。由于漿母細(xì)胞僅限于 TLS 區(qū)域,并且在 TLS 外發(fā)現(xiàn) MZB1 的高表達(dá)薪寓,因此表達(dá) MZB1 的 PC 可能不僅存在于 TLS 中亡资,而且存在于腫瘤bed中。由于 PC 的主要功能是產(chǎn)生抗體向叉,于是分析了免疫球蛋白基因的空間表達(dá)锥腻。 IGHM 幾乎只在 TLS 區(qū)域表達(dá),增強(qiáng)了 TLS 內(nèi)非轉(zhuǎn)換 B 細(xì)胞的存在母谎,而 IGHG1瘦黑、IGHA1 和 pan Ig(IGKC 和 JCHAIN 的幾何平均值)基因在 TLS 區(qū)域高度表達(dá),but also at distance in the tumors奇唤。 IGHG1 和 IGHA1 的分散表達(dá)表明同種型轉(zhuǎn)換的 PC 已在 TLS 中形成并在遠(yuǎn)處遷移幸斥。
值得注意的是,在與泛 Ig 基因(IGKC咬扇、JCHAIN)甲葬、IGHG1 和 IGHA1 基因相同的位置發(fā)現(xiàn)了泛成纖維細(xì)胞標(biāo)記 COL1A1 的高表達(dá)以及 MCP-counter 成纖維細(xì)胞特征。 由于據(jù)報(bào)道 CXCL12 與位于骨髓冗栗、淋巴結(jié)髓索和慢性炎癥組織中的 PC 生態(tài)位中的 PC 遷移和滯留有關(guān)演顾,我們分析了 CXCL12 的表達(dá),發(fā)現(xiàn)它與 MZB1 的表達(dá)共定位隅居。
為了進(jìn)一步評(píng)估這些不同特征之間的空間協(xié)同定位钠至,每個(gè)特征的表達(dá)被二分法,使用中值作為截止點(diǎn)胎源,為每個(gè)spot定義“高”或“低”表達(dá)類別棉钧。當(dāng)一個(gè)基因被兩個(gè)特征共享時(shí),它會(huì)從其中一個(gè)特征中刪除涕蚤,以避免其對(duì)統(tǒng)計(jì)分析的影響宪卿。因此的诵,當(dāng)分析 TLS 和 CXCL12 基因表達(dá)之間的重疊時(shí),從 TLS imprint signature 中刪除了 MZB1 以分析 TLS/MZB1 重疊和 CXCL12佑钾。然后通過計(jì)算兩個(gè)特征之間的卡方檢驗(yàn)來評(píng)估有意義的重疊西疤,并用黃色突出顯示分類為“高/高”的點(diǎn)。該分析不僅證實(shí)了 TLS 特征與 MZB1休溶、成纖維細(xì)胞和 CXCL12 的共定位代赁,而且還證實(shí)了成纖維細(xì)胞與 CXCL12、MZB1 與成纖維細(xì)胞以及 MZB1 與 CXCL12 在距 TLS 一定距離處的共定位兽掰。這些共定位在其他 TLS+ 腫瘤中得到證實(shí)芭碍,而在 TLS-腫瘤中觀察到輕微或無關(guān)聯(lián)∧蹙。總體而言茁瘦,得出結(jié)論葬馋,在 TLS+ 腫瘤中粘昨,表達(dá) IGHG1 和 IGHA1 的 PC 存在于 TLS 附近倾剿,并且可能與成纖維細(xì)胞相關(guān)地在腫瘤內(nèi)遷移。
Spatial B cell receptor (BCR) profiling identifies in situ hypermutation and clonal selection
TLS 中 B 細(xì)胞成熟亞型和 PC 的共定位暗示了原位 B 細(xì)胞適應(yīng)性免疫的產(chǎn)生宠纯。在此過程中卸夕,B 細(xì)胞會(huì)突變其 B 細(xì)胞受體 (BCR) 序列,并選擇和擴(kuò)增最親和的克隆婆瓜。為了證明這些事件快集,有必要研究 BCR 的核苷酸序列。 Visium 空間技術(shù)基于條形碼轉(zhuǎn)錄本的 RNA 測(cè)序廉白,這能夠訪問原始轉(zhuǎn)錄本并執(zhí)行空間 BCR repertoire 分析个初。使用了公開可用的實(shí)施 MiXCR,這是一種旨在從 50 個(gè) RNA 測(cè)序數(shù)據(jù)中識(shí)別 BCR IgL 和 IgH 克隆型及其種系體細(xì)胞超突變的工具猴蹂,以及 30 Frozen Visium 試劑盒院溺,它使我們能夠獲得足夠長(zhǎng)度的 mRNA 轉(zhuǎn)錄物捕獲大多數(shù) IGL 和一些 IGH 序列的完整互補(bǔ)決定區(qū) (CDR)3 區(qū)域。通過 3 倍推薦深度(每個(gè)點(diǎn) 150,000 個(gè)讀數(shù)磅轻,相當(dāng)于每個(gè)樣本 2.25 億個(gè)讀數(shù))的測(cè)序促進(jìn)了這種捕獲珍逸。MiXCR 鑒定了許多獨(dú)特的克隆型:總共 3,015 個(gè) λ 輕鏈、3,084 個(gè) kappa 輕鏈和325 重鏈聋溜。在 TLS+ 腫瘤中發(fā)現(xiàn)了最多的獨(dú)特克隆型和總 Ig 計(jì)數(shù)谆膳。在 TLS 區(qū)域也發(fā)現(xiàn)了數(shù)量最多的獨(dú)特輕鏈克隆型。通過測(cè)量 Ig 輕鏈序列的 V 區(qū)的突變計(jì)數(shù)與映射的 V 種系基因進(jìn)行比較來評(píng)估 B 細(xì)胞成熟撮躁。中位 V 基因突變計(jì)數(shù)在 TLS 區(qū)域中顯示低至中位水平漱病,并且引人注目的是,在腫瘤區(qū)域中遠(yuǎn)離 TLS 的大部分是高度突變的序列。盡管如此杨帽,在 TLS 區(qū)域測(cè)量了全范圍的突變漓穿,包括高度突變的序列,而距 TLS 一定距離的大多數(shù) Ig 轉(zhuǎn)錄物富含高度突變的序列注盈,表明體細(xì)胞超突變發(fā)生在 TLS 中晃危,并表明突變的 PC 在整個(gè)腫瘤中遷移. 研究了來自 47 個(gè) ccRCC 腫瘤(包括 Visium 分析的 12 個(gè)冷凍腫瘤)的bulk 50 個(gè) RNA-seq 中的輕鏈和重鏈突變計(jì)數(shù),這些腫瘤使用 TLS 印記特征的中值表達(dá)被分類為 TLS 高或低当凡。對(duì)于 VL(中位 TLS 高 = 12 個(gè)突變山害,中位 TLS 低 = 8 個(gè)突變,p = 0.0163)和 VH 基因(中位 TLS 高 = 19)沿量,TLS 高與 TLS 低腫瘤的總體體細(xì)胞超突變水平顯著更高突變,中位 TLS 低 = 13.5 個(gè)突變冤荆,p = 0.0227)朴则。為了確定體細(xì)胞超突變是否伴隨著克隆型選擇,研究了bulk 50 RNA-seq 數(shù)據(jù)的 IgH 庫钓简。高 TLS 樣本的所有樣本都表現(xiàn)出大量的總克隆型計(jì)數(shù)以及計(jì)數(shù)超過 100 次的更高比例的克隆型乌妒。事實(shí)上,30% 的 TLS 高腫瘤庫被識(shí)別超過 100 次的克隆型占據(jù)外邓,而 TLS 低腫瘤中這一比例為 1% (p = 10e-7)撤蚊,揭示了 TLS 高樣本中持續(xù)的免疫反應(yīng)。相反损话,TLS-low 樣本顯示出較少的多樣性侦啸,計(jì)數(shù)較低,大多數(shù)被測(cè)量不到 10 次丧枪,除了一個(gè)腫瘤有 123 個(gè) IgH 克隆型光涂,只有 2 個(gè)被計(jì)數(shù)超過 100 次。
最后拧烦,為了確定擴(kuò)增的 IgH 克隆型的克隆關(guān)系和位置忘闻,對(duì) 30 個(gè) RNA-seq 空間數(shù)據(jù)進(jìn)行了克隆性評(píng)估。克隆性由相同的 VH 基因家族恋博、相同的 JH 基因和相同的 CDR3 長(zhǎng)度以及 VH 序列之間的 CDR3 核苷酸序列的最大差異為 15% 來定義齐佳。為了可視化這些關(guān)系,計(jì)算了每個(gè) VH CDR3 序列之間的 Levenshtein 距離债沮,并用 TLS+ 腫瘤的圓形樹表示它炼吴。總共確定了 31 個(gè)具有 2 至 16 個(gè)獨(dú)特成員的克隆家族秦士。在一個(gè)家族中缺厉,一些克隆可以在多達(dá) 20 個(gè)不同的空間位置被檢測(cè)到多達(dá) 80 次。 IgH 克隆型在 Visiumslide 上的定位證明了同一家族的克隆型聚集在 TLS 附近并在遠(yuǎn)處稀疏遷移。一些克隆型甚至可以在距它們所在的 TLS 區(qū)域高達(dá) 3 mm 處檢測(cè)到可能已經(jīng)生成提针。為了證實(shí)這些結(jié)果命爬,在從配對(duì)的bulk 50 RNA-seq 推斷的克隆型中尋找從空間 30 RNA 轉(zhuǎn)錄組學(xué)鑒定的克隆型的 CDR3 核苷酸序列》保克隆家族 1 的 CDR3 序列 CATYNAGEGGRGYW 的克隆型也在bulk 50 個(gè) RNA-seq 數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)饲宛,從而證實(shí)了分析的結(jié)果。此外嗜价,這些克隆型位于 TLS 內(nèi)部和遠(yuǎn)離 TLS 的位置艇抠,表明相應(yīng) B 細(xì)胞克隆的遷移。
在 TLS-low 樣本中久锥,檢測(cè)到的克隆型數(shù)量非常少家淤,阻止了對(duì) Ig 轉(zhuǎn)錄物的分析,也支持了腫瘤內(nèi) PC 主要在 TLS 中產(chǎn)生的假設(shè)瑟由。 總之絮重,這些數(shù)據(jù)支持原位 TLS 介導(dǎo)的成熟,允許在腫瘤的各個(gè)區(qū)域選擇歹苦、克隆擴(kuò)增和傳播選定的 PC青伤。
Plasma cells disseminate from TLS along fibroblastic tracks
為了分析腫瘤內(nèi) PCs 和成纖維細(xì)胞的位置以及原位 CXCL12 的表達(dá),使用多發(fā)性骨髓瘤癌基因 1 (MUM1) (IRF4) 作為 PCs 和 COL1 (Col1a) 的特異性標(biāo)志物對(duì) FFPE 腫瘤切片進(jìn)行多重 IF 標(biāo)記) 用于成纖維細(xì)胞殴瘦。在 TLS 區(qū)域內(nèi)檢測(cè)到雙陽性 MUM1+ IgG+ PC 和一些 MUM1+ IgA+ PC狠角,由連續(xù)載玻片上的顯色 CD3/CD20 標(biāo)記定義。在這些區(qū)域觀察到 COL1+/CXCL12+ 成纖維細(xì)胞與 MUM1+ PC 并列蚪腋。此外丰歌,在遠(yuǎn)離 TLS 的地方證明了 PC 沿著成纖維細(xì)胞軌道排列,嵌入在密集的 COL1+ CXCL12+ 成纖維細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)中辣吃,從而證明它們?cè)谀[瘤床中的遷移动遭。為了定量評(píng)估 PC 和成纖維細(xì)胞之間的空間關(guān)系,對(duì) DAPI/MUM1/IgG/IgA IF 染色樣品上的成纖維細(xì)胞核進(jìn)行了 AI 檢測(cè)神得。如下圖所示厘惦,成纖維細(xì)胞核的檢測(cè)映射了 COL1+ 成纖維細(xì)胞軌跡。絕大多數(shù) PC 與成纖維細(xì)胞核非常接近哩簿,兩個(gè)腫瘤的平均距離分別為 17.5 和 19 mm宵蕉,其距離分布下圖所示。在 44 個(gè)腫瘤樣本上測(cè)得的平均距離為 25.7 mm节榜∠勐辏總而言之,這些數(shù)據(jù)概括了 Ig 和成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)錄物的共表達(dá)宗苍,以及成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)錄物和 CXCL12 的共表達(dá)稼稿,并驗(yàn)證了 PC 在 TLS 內(nèi)的位置以及空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)確定的成纖維細(xì)胞網(wǎng)狀細(xì)胞 (FRC) 空間上的位置薄榛。值得注意的是,在被 MUM1+ IgG+ 成纖維細(xì)胞軌道包圍的腫瘤巢中檢測(cè)到與腫瘤細(xì)胞結(jié)合的 IgG让歼。
TLS and Ig-producing PCs are associated with IgG antibodies bound to apoptotic tumor cells and with response to immunotherapy
為了進(jìn)一步研究 TLS敞恋、腫瘤內(nèi) PC 和 Ig 染色之間的聯(lián)系,首先分析了 TLS 成熟度谋右。 成熟 TLS 的特點(diǎn)是 GC 包含一個(gè)被 T 細(xì)胞區(qū)包圍的 B 細(xì)胞區(qū)硬猫,其中存在 CD4+PD1+ T 細(xì)胞、CD4+ PD1+CXCR5+ Tfh 細(xì)胞和產(chǎn)生 CXCL13 的細(xì)胞改执。 GC 區(qū)的特點(diǎn)是在外圍檢測(cè)到 CD23+ 濾泡樹突細(xì)胞 (FDC)啸蜜、BCL6+ CD20+ B 細(xì)胞和 PNAd+ HEV 網(wǎng)絡(luò)。 研究了 103 個(gè)腫瘤中 TLS 的存在與 PC 密度之間的相關(guān)性辈挂。 觀察到 TLS 的存在與 MUM1+ IgG+ 細(xì)胞和 MUM1+ IgA 細(xì)胞的密度之間存在顯著關(guān)聯(lián)衬横。 進(jìn)一步研究了 57 個(gè) TLS+ 樣本上 TLS 成熟度標(biāo)記與 MUM1+IgG+ 和 MUM1+IgA+ PCs 密度的相關(guān)性。 發(fā)現(xiàn)含有 CD23+ FDC 網(wǎng)絡(luò)终蒂、BCL6+ 細(xì)胞和 PNAd+ HEV 的 TLS 與 MUM1+IgG+ PC 和 MUM1+IgA+ PC 密度之間存在很強(qiáng)的相關(guān)性冕香。
在腫瘤巢周圍檢測(cè)到高密度的產(chǎn)生 Ig 的 PC 和在腫瘤巢中觀察到 IgG 促使研究抗腫瘤抗體的存在。 值得注意的是后豫,如在 TLS+ 腫瘤中所示,a bright labeling of CAIX+ tumor cell membrane突那,by conjugated anti-human IgG was observed as illustrated in a TLS+ tumor, whereas no labeling was observed in a TLS- tumor挫酿。 隨后對(duì) 103 個(gè)腫瘤的量化顯示 IgG 陽性率很高,與 TLS- 腫瘤相比愕难,TLS+ 中的腫瘤細(xì)胞高達(dá) 100%(中位數(shù)分別為 70% 和 30%早龟,p = 0.0046)。 在 TLS+ 和 TLS- 腫瘤中均觀察到弱 IgA 標(biāo)記猫缭。 此外葱弟,發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞上的 IgG 標(biāo)記與 MUM1+ IgG+ PC 的腫瘤浸潤(rùn)之間存在顯著關(guān)聯(lián)(MUM1+IgG+ 高腫瘤的中位 IgG 標(biāo)記 = 80%,MUM1+IgG+ 低腫瘤的中位 IgG 標(biāo)記 = 40%猜丹,p = 0.000195) , IgA 標(biāo)記非常低芝加。
為了揭示腫瘤結(jié)合 IgG 抗體的潛在功能,使用檢測(cè)切割的半胱天冬酶 3 的抗體搜索腫瘤細(xì)胞中發(fā)生的細(xì)胞凋亡跡象射窒,通過其典型的大細(xì)胞核和透明細(xì)胞表型鑒定藏杖。下圖說明了切割半胱天冬酶 3 在 一個(gè) TLS+ 和一個(gè) TLS- 腫瘤。 在 IgG 染色高于 60%(這是區(qū)分兩個(gè)腫瘤群的最佳平均值)的腫瘤中脉顿,裂解的 caspase 3+ 腫瘤細(xì)胞的密度顯著高于 IgG+ 腫瘤細(xì)胞低于 60% 的腫瘤(中位數(shù):12.7 個(gè)細(xì)胞/ mm2 和 7.2 個(gè)細(xì)胞/mm2蝌麸,p = 0.0255)。
這里解決了可能在誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡中起作用的機(jī)制的問題艾疟。由于巨噬細(xì)胞和 NK 細(xì)胞是抗體依賴性細(xì)胞毒性 (ADCC) 的主要效應(yīng)物来吩,分別評(píng)估了 76 和 98 個(gè)腫瘤上 CD68+ 巨噬細(xì)胞和 NKp46+NK 細(xì)胞的總密度敢辩,found no correlation with the density of cleaved caspase-3+ tumor cells。然而弟疆,發(fā)現(xiàn)具有大量凋亡細(xì)胞和高百分比 IgG 染色腫瘤細(xì)胞的腫瘤比具有大量凋亡細(xì)胞但低百分比 IgG 染色腫瘤細(xì)胞的腫瘤更容易被 CD68+ 巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)(p = 0.0054 )戚长。接近性評(píng)估證明 14 個(gè)腫瘤上 CD68+ 巨噬細(xì)胞和裂解的 caspase 3+ 腫瘤細(xì)胞呈正相關(guān),凋亡細(xì)胞數(shù)量多兽间,IgG 染色腫瘤細(xì)胞百分比高历葛。NK 細(xì)胞的密度低于巨噬細(xì)胞,并沒有表現(xiàn)出這種相關(guān)性嘀略。此外恤溶,發(fā)現(xiàn) 13.6% 的凋亡腫瘤細(xì)胞位于小于 25 mm 的巨噬細(xì)胞處,而沒有觀察到 NK 細(xì)胞和凋亡腫瘤細(xì)胞之間的緊密接近(中位數(shù) = 0.5%)帜羊。
為了評(píng)估 IgG 腫瘤染色對(duì) ICI 治療患者的影響咒程,我們?cè)u(píng)估了來自 NI 治療患者的 35 個(gè)腫瘤和來自 Nivolumab 治療患者的 16 個(gè)腫瘤(一名 Nivolumab 治療患者的 IgG 腫瘤染色不可評(píng)估,一名患者缺少臨床信息) .我們選擇平均 IgG 腫瘤染色 (60%) 作為截止值讼育,因?yàn)樗鼌^(qū)分了最好的兩個(gè)腫瘤群體帐姻。對(duì)于 NI 治療的患者,證明了 IgG 腫瘤細(xì)胞標(biāo)記高于平均值的患者的治療反應(yīng)與 62% 的客觀反應(yīng)(OR:完全和部分反應(yīng))之間存在顯著關(guān)聯(lián)奶段,而 IgG 腫瘤細(xì)胞標(biāo)記低于平均值的患者為 18% OR (p = 0.0384)饥瓷,以及與低 IgG 腫瘤細(xì)胞染色相比,高 IgG 腫瘤細(xì)胞染色患者的 PFS 顯著延長(zhǎng)(中位 PFS = 16.3 個(gè)月對(duì) 6.4 個(gè)月痹籍,p = 0.039)呢铆。僅接受 Nivolumab 治療的患者隊(duì)列太小,無法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析蹲缠。然而棺克,在接受 ICI 治療的 51 名患者中,無論是單用 Nivolumab 還是 NI线定,對(duì)于腫瘤染色高的患者(未達(dá)到與 6.4 個(gè)月娜谊,p = 0.019)相比,觀察到 PFS 顯著延長(zhǎng)斤讥,并且 OR 數(shù)量呈增加趨勢(shì)(58% 對(duì) 32%)纱皆。
DISCUSSION,這里提到了組織的3D模型周偎,從立體上分析腫瘤異質(zhì)性
Our study has several limitations. Spatial transcriptomic analyses reveal the architecture of a limited part of a tumor and do not take into consideration potential 3D tumor heterogeneity. This limitation is inherent to this type of analysis抹剩。
Methods(關(guān)注一下重點(diǎn))
Quantitative evaluation of TLS and cell densities
Artificial intelligence (AI) assisted spatial proximity analysis
空間共定位
BCR repertoire profiling
生活很好,有你更好