研究背景
結(jié)合DSP技術(shù)解析復(fù)雜的腫瘤微環(huán)境
在當(dāng)今生物科技的快速發(fā)展下趁餐，對(duì)于惡性腫瘤的免疫治療已經(jīng)取得了很大進(jìn)展顷蟀，但腫瘤內(nèi)異質(zhì)性(ITH)對(duì)免疫治療的抑制機(jī)理還不清楚。為了進(jìn)一步探究腫瘤微環(huán)境以及腫瘤內(nèi)異質(zhì)性（ITH）對(duì)于腫瘤生長的影響，研究人員采用DSP（digital spatial profiling）蛋白和CTA檢測(cè)方案甫恩，結(jié)合特定細(xì)胞類型的圈選策略對(duì)18例接受雙特異性抗體（bsAb）治療的非小細(xì)胞肺癌晚期患者（NSCLC）進(jìn)行樣本分析，并分別獲得了腫瘤區(qū)域和基質(zhì)區(qū)域蛋白組和轉(zhuǎn)錄組表達(dá)譜酌予，在空間水平解析了瘤內(nèi)異質(zhì)性磺箕。通過比較基質(zhì)區(qū)域和腫瘤區(qū)域中預(yù)測(cè)臨床療效的空間標(biāo)志物分子評(píng)分，發(fā)現(xiàn)基質(zhì)區(qū)域的分子特征對(duì)治療反應(yīng)有更大的預(yù)測(cè)能力抛虫。
研究方法與樣本選取
（1）樣本：來自18名接受KN046治療的晚期NSCLC患者的20個(gè)腫瘤樣本
（2）技術(shù)：GeoMx DSP
（3）檢測(cè)panel：
● 空間轉(zhuǎn)錄組檢測(cè)：CTA panel松靡，包含腫瘤相關(guān)的1800種RNA；
● 空間蛋白組檢測(cè)：4個(gè)蛋白檢測(cè)模塊建椰，包括：Immune Cell Profiling Core雕欺，Pan-Tumor Module，Immune Cell Typing Module和IO Drug Target Module棉姐，共包括44種靶標(biāo)蛋白和6種內(nèi)參蛋白屠列；
（4）感興趣區(qū)域（ROI）圈選方案：136個(gè)腫瘤 AOI和70個(gè)基質(zhì)AOI通過細(xì)胞類型圈選方式進(jìn)行區(qū)域圈選：形態(tài)學(xué)標(biāo)記（panCK（上皮細(xì)胞），CD45（免疫細(xì)胞）, SYTO 13（細(xì)胞核））對(duì)組織進(jìn)行染色伞矩，識(shí)別和區(qū)分組織中的腫瘤細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞笛洛，獲得其各自表譜；
（5）實(shí)驗(yàn)流程：對(duì)目標(biāo)NSCLC 患者（18- 75歲）扭吁，每14天靜脈注射 bsAb- KN046撞蜂，直到疾病進(jìn)展或達(dá)到患者達(dá)到忍耐最大限度盲镶。并對(duì)樣本腫瘤組織進(jìn)行FFPE切片，DSP蛋白分析和RNA分析蝌诡。經(jīng)過樣本制備溉贿、ROI圈選、空間蛋白組學(xué)和空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)等數(shù)據(jù)分析后浦旱，得出了相應(yīng)結(jié)果宇色。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
（1）DSP識(shí)別腫瘤內(nèi)空間AOI表達(dá)模式不同：
為了評(píng)估 ITH，研究人員分析了同一樣本基質(zhì)細(xì)胞及腫瘤細(xì)胞RNA和蛋白的表達(dá)具有明顯差異颁湖，分為兩個(gè)獨(dú)立的聚類宣蠕。研究人員推測(cè)空間上相鄰的腫瘤區(qū)域在分子水平上會(huì)有更高的相似性，為了證明該推測(cè)甥捺，研究人員對(duì)12個(gè)腫瘤樣本進(jìn)行分析抢蚀。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在這12個(gè)樣本中镰禾，8個(gè)樣本中腫瘤AOIs的空間距離與分子聚類模式具有一致性皿曲，并且同一ROI中的腫瘤與間質(zhì)細(xì)胞的表達(dá)譜比不同區(qū)域的表達(dá)譜更相似。
（2）腫瘤和間質(zhì)AOI免疫細(xì)胞類型和通路的表征：
實(shí)驗(yàn)人員又進(jìn)行了淋巴細(xì)胞浸潤性評(píng)估吴侦。腫瘤細(xì)胞富集的區(qū)域大部分缺乏免疫細(xì)胞屋休，因此我們觀察到腫瘤區(qū)域中淋巴細(xì)胞的豐度明顯低于基質(zhì)區(qū)域(p<0.001)。在基質(zhì)區(qū)域中檢測(cè)最多的細(xì)胞類型巨噬細(xì)胞备韧、CD4 T細(xì)胞劫樟、成纖維細(xì)胞、單核細(xì)胞织堂、B細(xì)胞和CD8 T細(xì)胞叠艳。研究人員又對(duì)每個(gè)樣本的 AOIs 表達(dá)程序進(jìn)行了評(píng)估，發(fā)現(xiàn)腫瘤區(qū)域與癌癥相關(guān)的細(xì)胞功能復(fù)雜程度要顯著高于間質(zhì)區(qū)域捧挺。
（3） DSP標(biāo)記物的鑒定揭示ITH對(duì)篩選生物標(biāo)志物的影響：
為了評(píng)估ITH對(duì)篩選與療效相關(guān)生物標(biāo)志物的影響虑绵，研究者通過DSP研究bsAb-KN046對(duì)腫瘤治療的效果。研究人員將每個(gè)腫瘤樣本的所有AOIs蛋白表達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行平均闽烙，模擬整體測(cè)序數(shù)據(jù)翅睛，并與空間segmentation的結(jié)果進(jìn)行比較。共有18個(gè)DSP蛋白標(biāo)記物分別在間質(zhì)區(qū)和腫瘤區(qū)被鑒定出來黑竞，其中只有4個(gè)蛋白（CD45捕发、CD4、34GITR和CD11c）在模擬測(cè)序數(shù)據(jù)中表達(dá)很魂，并且這4種蛋白在PR組中的表達(dá)增加扎酷。為了進(jìn)一步驗(yàn)證不同區(qū)域內(nèi)蛋白的表達(dá)情況，研究者對(duì)PR組和PD組中基質(zhì)區(qū)4種蛋白（CD11c遏匆、Tim-3法挨、CD45谁榜、CD4）進(jìn)行mIHC驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)基質(zhì)區(qū)PR組上述4種蛋白的表達(dá)均顯著高于PD組凡纳。在不同免疫浸潤反應(yīng)組的患者窃植，也發(fā)現(xiàn)四種免疫細(xì)胞（CD4 T細(xì)胞，樹突狀細(xì)胞荐糜、巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞）在PR組中豐度更高巷怜。
（4）空間數(shù)據(jù)顯示基質(zhì)區(qū)域比腫瘤區(qū)域具有更大的臨床反應(yīng)相關(guān)性：
考慮到ITH對(duì)免疫治療的作用，研究者通過構(gòu)建療效相關(guān)的DSP蛋白標(biāo)記物的空間signature得分暴氏，評(píng)估間質(zhì)和腫瘤區(qū)域生物標(biāo)志物的臨床相關(guān)性延塑。結(jié)果顯示，PD患者和PR患者在腫瘤區(qū)和間質(zhì)區(qū)的signature評(píng)分具有顯著差異答渔。為了進(jìn)一步探究間質(zhì)和腫瘤特征在對(duì)臨床的影響关带，研究人員采用多因素Cox回歸分析了多種表征對(duì)臨床結(jié)果的影響。結(jié)果顯示研儒，與傳統(tǒng)的腫瘤生物標(biāo)志物相比豫缨，間質(zhì)signature顯示出更強(qiáng)的臨床相關(guān)性。之后研究者通過收集65例接受ICIs治療的NSCLC患者的基質(zhì)區(qū)數(shù)據(jù)端朵，進(jìn)一步驗(yàn)證了空間signature的有效性。這些結(jié)果表明燃箭，來自基質(zhì)區(qū)域的分子在評(píng)估免疫治療的臨床療效方面可能具有更大的潛力冲呢。
研究結(jié)論
在bsAb免疫治療的不同治療組中，基質(zhì)區(qū)顯示出更多的差異遺傳信息招狸，基質(zhì)區(qū)構(gòu)建的標(biāo)記具有更高的預(yù)測(cè)效率敬拓。
本研究通過使用DSP空間組學(xué)技術(shù)，對(duì)PR和PD不同樣本組患者的不同組織區(qū)域進(jìn)行了ROI圈選裙戏，并對(duì)ROI中的轉(zhuǎn)錄組和蛋白組信息進(jìn)行了分析乘凸。結(jié)果表示，同一樣本統(tǒng)一區(qū)域內(nèi)的腫瘤和基質(zhì)區(qū)域都表現(xiàn)出明顯的特征累榜，在腫瘤區(qū)域和機(jī)制區(qū)域識(shí)別出多個(gè)分子對(duì)治療反映相關(guān)，并篩選出18個(gè)相關(guān)蛋白可作為預(yù)測(cè)bsAb的生物標(biāo)志物。此外通過對(duì)腫瘤區(qū)域以及基質(zhì)區(qū)域的AUC值（分別為 0.838 和 0.786）進(jìn)行分析可得知铭污，在臨床治療中基質(zhì)區(qū)域的分子特征對(duì)治療反應(yīng)有更強(qiáng)的預(yù)測(cè)能力腕柜。
參考文獻(xiàn)：
Song X, Xiong A, Wu F, et al. Spatial multi-omics revealed the impact of tumor ecosystem heterogeneity on immunotherapy efficacy in patients with advanced non-small cell lung cancer treated with bispecific antibody. J Immunother Cancer. 2023;11(2):e006234. doi:10.1136/jitc-2022-006234
