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這是一篇粉絲來稿，該文獻(xiàn)是2021發(fā)表在《Nature communication》的《Single cell T cell landscape and T cell receptor repertoire profifiling of AML in context of PD-1 blockade therapy》，文章介紹了在經(jīng)過PD-1免疫治療前后AML（急性髓細(xì)胞性白血病）病人T亞群和占比的變化盯滚，提出可以使用免疫治療前T細(xì)胞克隆型和GZMK CD8+T細(xì)胞所占比例來預(yù)測免疫治療的效果嫉拐。與《NC》一貫的風(fēng)格一樣，該文包含了眾多的Figure瞎颗，但是這篇文章中的圖片我個(gè)人覺得比較美觀件甥，達(dá)到了信達(dá)雅的標(biāo)準(zhǔn)。并且這是一篇使用monocle3來進(jìn)行擬時(shí)序分析的文章言缤，感興趣的同學(xué)不要錯(cuò)過嚼蚀。
doi:
https://doi.org/10.1038/s41467-021-26282-z
鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41467-021-26282-z
樣本來源
● ① 2個(gè)健康樣本，8個(gè)病人管挟，其中病人的不同治療階段取樣轿曙，得到8份治療前樣本和14份治療后樣本，最終得到了13633個(gè)細(xì)胞的正常樣本細(xì)胞和60753個(gè)細(xì)胞的AML病人樣本
● ② 經(jīng)過免疫檢驗(yàn)點(diǎn)治療后有3位病人有治療效果僻孝，3位病人病情持續(xù)惡化导帝，2位病人病情穩(wěn)定
● 文章通過分析樣本scRNA和T cell receptor (TCR)去預(yù)測腫瘤異質(zhì)性，由于T細(xì)胞免疫應(yīng)答是免疫治療的重要指標(biāo)穿铆，因此此處探究了TCR圖譜對(duì)于免疫治療的影響
Results
● 1 Cluster definitions in healthy and AML BMs(bone marrow)
● 該部分主要介紹了正常樣本和病人樣本的分群結(jié)果您单。
● ① 健康人細(xì)胞分群
根據(jù)已知的bone marrow的細(xì)胞marker對(duì)樣本細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞注釋。
●分群結(jié)果
● 將正常人樣本與腫瘤病人樣本混合后繼續(xù)分群荞雏，驗(yàn)證分群效果是否可靠虐秦，可以看出正常樣本與腫瘤樣本細(xì)胞分群結(jié)果差異明顯。
● 對(duì)來自不同病人的樣本混合凤优，以病人和治療前后為分群條件悦陋，顯示不同時(shí)間的細(xì)胞組分差異。
● 通過對(duì)不同病人樣本單獨(dú)分析筑辨，發(fā)現(xiàn)存在腫瘤異質(zhì)性俺驶，可以看到不同病人樣本細(xì)胞組分差異較大。
● 2 Variable capacity for TCR clonotype expansions following treatment
● 該部分主要介紹了在免疫治療前后部分病人T細(xì)胞克隆性（個(gè)人理解是T細(xì)胞表面配受體種類）增加棍辕，同時(shí)T細(xì)胞克隆性增加與治療效果正相關(guān)暮现。
與正常樣本比較，AML病人樣本中T細(xì)胞表面克隆性無論是種類還是數(shù)量都增加楚昭。
● 同時(shí)發(fā)現(xiàn)3個(gè)有治療效果（原文說對(duì)免疫治療responders栖袋，此處理解為有治療效果）的病人和2位SD（stable disease）病人他們治療前數(shù)量最多的T細(xì)胞隨著治療數(shù)量增加，NR（non-responders）治療前數(shù)量最多的T細(xì)胞隨著治療數(shù)量減少抚太。
● 這說明在治療前后T細(xì)胞是可變的栋荸，不同的T細(xì)胞受體克隆型病人對(duì)于免疫反應(yīng)治療的反應(yīng)是可變的，這與在原先研究中觀察到的腫瘤異質(zhì)性的結(jié)果是相一致的凭舶。
● 將所有克隆性比較分析晌块，在治療后數(shù)量增加的克隆型77%來源于responders，18%來源于SD帅霜，數(shù)量減少的克隆型70%來源于NR和SD病人匆背，所以T細(xì)胞表面受體克隆型的變化與治療效果密切相關(guān)。
● 3 Heterogeneity in T cell populations of AML patients
● 對(duì)T細(xì)胞進(jìn)一步分亞群身冀，統(tǒng)計(jì)不同樣本中細(xì)胞比例钝尸，發(fā)現(xiàn)不同病人T細(xì)胞組成成分的異質(zhì)性括享。
● 可以發(fā)現(xiàn)不同細(xì)胞比例在治療前后發(fā)生變化（比例分別為治療前和治療后細(xì)胞類群比例）
CD4+ 53% 30.9%
CD8+ 35% 37.4%
CD4:CD8 ratio 1.51% 0.82%
gamma-delta (γδ) 2.3% 8.5%
invariant T (MAIT) 2.1% 14.4%
(unconv T) 7% 8.5%
● 主要變化是在治療前后經(jīng)典的T細(xì)胞類群如CD4+和CD8+T細(xì)胞含量下降，非經(jīng)典的T細(xì)胞類群如gamma-delta珍促、MAIT等細(xì)胞類群上升铃辖，同時(shí)通過上圖可以看出幾乎所有的MAIT細(xì)胞來自于PT1，說明即使在AML病人中依舊含有腫瘤異質(zhì)性猪叙，這些發(fā)現(xiàn)揭示了不同患者和反應(yīng)組之間的異質(zhì)性T細(xì)胞表型娇斩，并揭示了治療后發(fā)生的動(dòng)態(tài)變化。
● 4 Subclassification of T cells reveals distinct cellular phenotypes
● 該部分主要探究了T細(xì)胞表型在responders和non-responders樣本的差異性穴翩。
● 首先根據(jù)marker對(duì)T細(xì)胞（CD4和CD8）分別進(jìn)行分群犬第，將CD4+ T細(xì)胞進(jìn)一步分為CD4+ na?ve、CD4+ FOXP3+ (Treg), T helper 1 cells (TH1)芒帕、TH17 cells, and CD4+ cytotoxic (CTL) cells歉嗓，將CD8+ T細(xì)胞進(jìn)一步分為CD8+ na?ve, CD8+ STAT1 (enriched for STAT1 and expressed IFNγ pathway genes), CD8+ GZMK (enriched for GZMK expression), and CD8+ CTL (enriched for cytotoxic markers GZMB, GNLY and PRF1)。
● 同時(shí)標(biāo)記了細(xì)胞毒性和細(xì)胞耗竭程度背蟆，在治療前鉴分，細(xì)胞毒性和耗竭分?jǐn)?shù)都要小于治療后，同時(shí)治療前后CD8+T細(xì)胞由na?ve細(xì)胞向GZMK和CTL狀態(tài)轉(zhuǎn)變带膀。
● 實(shí)驗(yàn)者發(fā)現(xiàn)在responders中CD8+ GZMK在免疫治療前數(shù)量多與NR志珍，但CD8+ CTL數(shù)量少于NR，在治療前本砰，responders的耗竭得分與SD和NR具有顯著差異碴裙，同時(shí)治療后responders的耗竭系數(shù)增加然而NR耗竭系數(shù)減少钢悲，說明CD8+ GZMK和CD8+ CTL細(xì)胞比例對(duì)于預(yù)測病人治療情況具有明顯幫助点额。
● 根據(jù)GZMK含量進(jìn)行生存分析，發(fā)現(xiàn)高表達(dá)GZMK含量的病人具有更高的存活率莺琳，這表明了有高活性GZMK的免疫系統(tǒng)可以顯著改善AML病人的預(yù)后能力还棱。
● 5 Pseudotemporal trajectory analysis revealed a CD8+ continuum
● 實(shí)驗(yàn)者隨后針對(duì)CD8+T細(xì)胞展開擬時(shí)序分析，發(fā)現(xiàn)隨著擬時(shí)間推進(jìn)惭等，GZMB和GNLY含量升高珍手，同時(shí)GZMK表達(dá)量降低，這與細(xì)胞類型的演化相一致辞做，隨著時(shí)間的進(jìn)行琳要，T細(xì)胞從GZMK-expressing CD8+逐步走向 CD8+ CTL。
● 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)GNLY在CD8+ CTL細(xì)胞中表達(dá)但是不在CD8+ GZMK細(xì)胞中表達(dá)秤茅，同時(shí)GZMK與GZMB,GNLY,PRF1,GZMH和耗竭系數(shù)呈現(xiàn)負(fù)表達(dá)關(guān)系稚补，擬時(shí)序分析結(jié)果表明了在CD8+T細(xì)胞變化的連續(xù)階段中會(huì)出現(xiàn)一個(gè)過渡的、中間態(tài)的CD8+ GZMK細(xì)胞類群框喳，這個(gè)細(xì)胞類群高表達(dá)GZMK课幕，同時(shí)具有stem-like和記憶T細(xì)胞所具有的標(biāo)記厦坛。
● 6 GZMK expression delineates MAIT subsets in PT1
● 利用前面GZMK能區(qū)分CD8+T細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)一步探究GZMK能否能夠利用來區(qū)分其他細(xì)胞類型乍惊，實(shí)驗(yàn)者用GZMK區(qū)分MAIT這個(gè)T細(xì)胞亞群杜秸。
● 將細(xì)胞分為兩大類
① MAIT GZMK：less exhausted, GZMK-expressing
② MAIT CTL：GNLY/GZMB cytotoxic genes
同時(shí)探究了治療前后兩種細(xì)胞比例。
● 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)CD8+ and MAIT GZMK細(xì)胞含有共同表達(dá)的基因如CD27, LTB, TCF7,EOMES润绎，這些基因大多與白細(xì)胞的分化撬碟，鈣信號(hào)（細(xì)胞因子分泌和細(xì)胞毒性）有關(guān)，尤其是鈣信號(hào)能夠調(diào)節(jié)T細(xì)胞分化和活化凡橱，是實(shí)現(xiàn)T細(xì)胞功能特異性小作，并調(diào)節(jié)細(xì)胞因子分泌和細(xì)胞毒途徑的信號(hào)。
● 7 Shared clonotypes among T cell lineages
● 該部分探究了不同細(xì)胞亞群之間共享的配受體克隆型稼钩。
● 實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)在治療后顾稀，不同CD8+T細(xì)胞之間共享的配受體克隆型數(shù)量增加，這表明經(jīng)過PD-1 blockade治療后在密切相關(guān)的T細(xì)胞譜系中坝撑，共享克隆型擴(kuò)大静秆，因此T細(xì)胞能夠更早的抗原啟動(dòng)和表型分化。
● 8 Chr7/7q loss is associated with resistance to ICB-based therapy
● 實(shí)驗(yàn)者通過CNV分析發(fā)現(xiàn)在NR樣本中存在染色體chr7/7q區(qū)域缺失巡李，缺失區(qū)域與mTORC1 signaling, glycolysis, interferon γ (IFNγ) Hallmarks pathways信號(hào)通路有關(guān)抚笔，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明chr7/7q缺失與免疫抑制微環(huán)境有關(guān)，chr7/7q的丟失似乎與Treg免疫細(xì)胞中富集的免疫抑制環(huán)境有關(guān)侨拦，這使免疫檢驗(yàn)點(diǎn)治療效果不佳殊橙。
Conclusion
目前在臨床試驗(yàn)中，AML患者僅在使用PD-1治療狱从，在相關(guān)的治療背景下膨蛮，T細(xì)胞生物學(xué)、亞群和TCR基因序列對(duì)治療的反應(yīng)的認(rèn)識(shí)存在差距季研，這些數(shù)據(jù)為深入了解T細(xì)胞和AML細(xì)胞的分子動(dòng)力學(xué)建立了一個(gè)框架敞葛，從而制定最佳的治療方法，以提高治療的療效和結(jié)果与涡。
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