本研究回顧性納入18例接受雙特異性抗體（bsAb）治療的NSCLC晚期患者（aNSCLC）蒜茴，采用GeoMx??protein和CTA檢測方案瓜客，結(jié)合特定細(xì)胞類型的圈選策略（Segmentation）院水，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)譜鬼贱，在空間水平解析了瘤內(nèi)異質(zhì)性吧秕。通過比較分析不同療效組惨寿，不同組織區(qū)域蛋白和RNA差異表達(dá)特征邦泄，篩選并構(gòu)建了基于空間分子表達(dá)的Signature，可以作為用來預(yù)測免疫療法療效的生物標(biāo)志物裂垦。通過比較基質(zhì)區(qū)域和腫瘤區(qū)域中預(yù)測臨床療效的空間標(biāo)志物分子評(píng)分顺囊，發(fā)現(xiàn)基質(zhì)區(qū)域的分子特征對治療反應(yīng)顯示出更大的預(yù)測能力。
文章詳情
文章題目：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
中文題目：空間多組學(xué)研究揭示了腫瘤生態(tài)系統(tǒng)的異質(zhì)性對使用雙特異性抗體治療的晚期非小細(xì)胞肺癌患者免疫治療療效的影響
發(fā)表時(shí)間：2023.02
期刊名稱：Journal for ImmunoTherapy of Cancer
影響因子：17
實(shí)驗(yàn)平臺(tái)：GeoMx DSP
doi:?10.1136/jitc-2022-006234.
研究方法
（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panel：
空間轉(zhuǎn)錄組檢測：GeoMx??CTA panel蕉拢，包含腫瘤相關(guān)的1800種RNA特碳；
空間蛋白組檢測：4個(gè)GeoMx??蛋白檢測模塊，包括：Immune Cell Profiling Core晕换，Pan-Tumor Module午乓，Immune Cell Typing Module和IO Drug Target Module，共包括44種靶標(biāo)蛋白和6種內(nèi)參蛋白闸准；
（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)行圈選區(qū)域：形態(tài)學(xué)標(biāo)記（panCK（上皮細(xì)胞）益愈，CD45（免疫細(xì)胞）, SYTO 13（細(xì)胞核））對組織進(jìn)行染色，識(shí)別和區(qū)分組織中的腫瘤細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞夷家，獲得其各自表達(dá)譜蒸其；
研究結(jié)果
1. 通過DSP鑒定出瘤內(nèi)AOIs具有不同表達(dá)模式
為了評(píng)估瘤內(nèi)異質(zhì)性（ITH），研究者分析了每個(gè)樣本不同AOIs中蛋白質(zhì)和RNA的表達(dá)模式库快。結(jié)果顯示摸袁，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，分為兩個(gè)獨(dú)立的聚類义屏。研究人員推測空間上相鄰的腫瘤區(qū)域在分子水平上會(huì)有更高的相似性靠汁，為了證明該推測，研究人員對12個(gè)腫瘤樣本進(jìn)行分析闽铐。結(jié)果發(fā)現(xiàn)膀曾，在這12個(gè)樣本中，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阳啥，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)中免疫細(xì)胞類型和通路的特征
研究者構(gòu)建了肝癌小鼠模型财喳，隨后對10個(gè)腫瘤小鼠進(jìn)行了單細(xì)胞分析察迟，共聚類成10個(gè)細(xì)胞群斩狱。與人類HCC相似，小鼠HCC腫瘤含有大量的髓系細(xì)胞(~30%)扎瓶，主要由巨噬細(xì)胞和MDSCs組成所踊，還有少量的DC。為了進(jìn)一步鑒別成纖維細(xì)胞的異質(zhì)性概荷，研究者從7個(gè)小鼠肝癌腫瘤的scRNA-seq分析中篩選出CAFs秕岛，并聚類成了7個(gè)亞群。并且在人類HCC腫瘤中發(fā)現(xiàn)的所有5種CAF亞型在小鼠HCC組織中也有表達(dá)误证。
3. DSP標(biāo)記物的鑒定揭示ITH對篩選生物標(biāo)志物的影響
為了評(píng)估ITH對篩選與療效相關(guān)生物標(biāo)志物的影響继薛，研究者通過DSP研究bsAb-KN046治療的療效。將每個(gè)腫瘤樣本的所有AOIs蛋白表達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行平均愈捅，模擬整體測序數(shù)據(jù)遏考，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)被鑒定出來蓝谨，其中只有4個(gè)蛋白（CD45灌具、CD4、CD4和CD11c）也在模擬測序數(shù)據(jù)中表達(dá)譬巫，并且4種蛋白在PR組中的表達(dá)增加咖楣。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PR組（n=3）和PD組（n=3）中基質(zhì)區(qū)4種蛋白（CD11c芦昔、Tim-3诱贿、CD45、CD4）進(jìn)行mIHC驗(yàn)證烟零，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組瘪松。在不同免疫浸潤反應(yīng)組的患者，也發(fā)現(xiàn)四種免疫細(xì)胞（CD4 T細(xì)胞锨阿，樹突狀細(xì)胞宵睦、巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞）在PR組中豐度更高。
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對免疫治療的反應(yīng)墅诡，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得分壳嚎，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。結(jié)果顯示末早，PD患者和PR患者在腫瘤區(qū)和間質(zhì)區(qū)的signature評(píng)分具有顯著差異烟馅。接下來，采用多因素Cox回歸分析了多種表征對臨床結(jié)果的影響然磷，結(jié)果顯示郑趁，與傳統(tǒng)的腫瘤生物標(biāo)志物相比，間質(zhì)signature顯示出更強(qiáng)的臨床相關(guān)性姿搜。接下來研究者通過公共數(shù)據(jù)集中65例接受ICIs治療的NSCLC患者的基質(zhì)區(qū)數(shù)據(jù)寡润，進(jìn)一步驗(yàn)證了空間signature的有效性捆憎。這些結(jié)果表明裳涛，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妆够。
研究結(jié)論
本研究利用GeoMx??DSP空間多組學(xué)技術(shù)布持，對不同療效組患者的不同組織空間區(qū)域中100多個(gè)ROI的轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組信息進(jìn)行了分析拷淘。結(jié)果發(fā)現(xiàn)育拨，來自同一樣本的腫瘤區(qū)域和基質(zhì)區(qū)域表現(xiàn)出明顯的特征彤敛，從腫瘤或基質(zhì)區(qū)識(shí)別出的多個(gè)分子與治療反應(yīng)相關(guān)束昵，并進(jìn)一步篩選提供了18個(gè)候選蛋白吼野，其表達(dá)特征可以作為預(yù)測PD1/PD-L1和CTLA-4雙特異性抗體（bsAb）免疫療法療效的生物標(biāo)志物绍载。此外诡宗，通過比較基質(zhì)區(qū)域和腫瘤區(qū)域中預(yù)測臨床療效的空間標(biāo)志物分子評(píng)分，發(fā)現(xiàn)基質(zhì)區(qū)域的分子特征對治療反應(yīng)顯示出更大的預(yù)測能力逛钻。
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
