PCF空間單細(xì)胞蛋白組發(fā)現(xiàn)免疫治療反應(yīng)

PCF空間單細(xì)胞蛋白組發(fā)現(xiàn)免疫治療反應(yīng)關(guān)鍵的腫瘤微環(huán)境區(qū)域T細(xì)胞介導(dǎo)的抗原特異性反應(yīng)對于有效的免疫監(jiān)視至關(guān)重要。然而T細(xì)胞如何進(jìn)入腫瘤微環(huán)境并操縱局部組織微環(huán)境來實(shí)現(xiàn)效應(yīng)器功能，以及這些局部的細(xì)胞結(jié)構(gòu)如何對T細(xì)胞療法或者其他免疫治療動做出反應(yīng)仍然不清楚。近期來自斯坦福大學(xué)的研究者利用小鼠模型和臨床患者樣本，通過PhenoCycler-Fusion(PCF)空間單細(xì)胞蛋白組（原名CODEX）技術(shù)識別了對過繼T細(xì)胞、免疫檢查點(diǎn)抑制劑治療反應(yīng)相關(guān)的腫瘤微環(huán)境區(qū)域特征[1]。研究者首先縱向分析了過繼T細(xì)胞治療的小鼠模型的腫瘤組織。分別收集了治療前第0天，治療后第1、3、5、12天的腫瘤組織，開展了42個抗體檢測的PCF空間單細(xì)胞蛋白組分析（圖1）。鑒定了十幾種不同表型和功能狀態(tài)的免疫細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞。圖1小鼠腫瘤組織PCF空間單細(xì)胞蛋白組檢測研究者著重分析了以CD8+T細(xì)胞為中心的細(xì)胞類型間空間關(guān)系的變化。隨著治療進(jìn)程，CD8+T細(xì)胞周圍的空間關(guān)系發(fā)生了明顯的動態(tài)變化（圖2）。治療后第3天，CD8+T細(xì)胞周圍會富集更多的DC細(xì)胞，并且增殖的Ki67+腫瘤細(xì)胞在CD8+T細(xì)胞周圍顯著減少；但是在治療后第5天和12天，CD8+T細(xì)胞空間上遠(yuǎn)離DC細(xì)胞，伴隨著的是PD-L1+巨噬細(xì)胞和PD-L1+MHCI+腫瘤細(xì)胞在CD8+T細(xì)胞周圍的富集增加?？臻g單細(xì)胞蛋白組分析清晰的展示了細(xì)胞治療如何改變CD8+T細(xì)胞空間關(guān)系：CD8+T細(xì)胞浸潤到腫瘤區(qū)，區(qū)域內(nèi)抗原呈遞活動增強(qiáng)，區(qū)域內(nèi)腫瘤細(xì)胞從增殖型（Ki67+）到炎癥性的轉(zhuǎn)變（PD-L1+MHCI+）。圖2CD8+T細(xì)胞為中心的細(xì)胞類型間空間關(guān)系分析基于這些空間關(guān)系分析，特別是如何營造免疫激活的微環(huán)境特征，也是評價(jià)和指導(dǎo)不同改造的T細(xì)胞療效的重要方面。乙酰輔酶A受到抑制的T細(xì)胞會展現(xiàn)出更好的根除腫瘤的效果，研究者對比分析了乙酰輔酶A抑制劑（2HC）處理的T細(xì)胞和正常T細(xì)胞治療后腫瘤微環(huán)境的變化。細(xì)胞鄰域（CN）分析發(fā)現(xiàn)了兩個治療組間的存在顯著差異的空間關(guān)系組成，一個是富集MHCI+腫瘤細(xì)胞,CD4+T細(xì)胞,Ki67+CD4+T細(xì)胞和NK細(xì)胞的CN（命名為ProductiveTcell&TumorCN）在2HCT細(xì)胞治療組中顯著增多，而另外一個是缺少以上的細(xì)胞類型而富集Treg和MHCI-腫瘤細(xì)胞的CN（命名為UnproductiveTcell&TumorCN）在2HCT細(xì)胞治療中減少。細(xì)胞鄰域互作界面分析（Spatialcontext）發(fā)現(xiàn)了2HCT細(xì)胞治療可以顯著增強(qiáng)ProductiveTcell&Tumor細(xì)胞鄰域和ImmuneInfiltrate細(xì)胞鄰域的互作界面，而破環(huán)UnproductiveTcell&Tumor細(xì)胞鄰域和ImmuneInfiltrate細(xì)胞鄰域的互作（圖3）。這些說明了UnproductiveTcell&Tumor、UnproductiveTcell&Tumor和ImmuneInfiltrate這3種細(xì)胞鄰域構(gòu)成的腫瘤組織區(qū)域結(jié)構(gòu)對于治療療效非常重要。圖3細(xì)胞鄰域互作界面分析為了解釋以上組織區(qū)域結(jié)構(gòu)對于不同治療方法作用的共性，研究者又通過PCF空間單細(xì)胞蛋白組分析了6名黑素瘤患者免疫治療前后的腫瘤微環(huán)境變化。包含了3名有響應(yīng)和3名無響應(yīng)總共12張組織切片樣本，檢測了58個抗體（圖4）。圖4黑色素瘤患者腫瘤組織PCF空間單細(xì)胞蛋白組檢測細(xì)胞鄰域分析同樣定義了相似的組織結(jié)構(gòu)，特別是也發(fā)現(xiàn)了ProductiveTcell&Tumor和ImmuneInfiltrate細(xì)胞鄰域，細(xì)胞鄰域互作界面分析發(fā)現(xiàn)了響應(yīng)患者在治療后ProductiveTcell&Tumor和ImmuneInfiltrate細(xì)胞鄰域的互作界面顯著增多（圖5）。圖5細(xì)胞鄰域及互作界面分析小結(jié)目前某些類別實(shí)體瘤治療存在的挑戰(zhàn)和突出的問題都是和組織空間相關(guān)的，包括免疫細(xì)胞浸潤過程、腫瘤抗原表達(dá)以及刺激或抑制免疫細(xì)胞的空間共富集，這些可能會帶來不同的治療結(jié)果。確定這些空間關(guān)系和多細(xì)胞鄰域?qū)⑦M(jìn)一步揭示驅(qū)動治療功效的分子和細(xì)胞機(jī)制。借助PCF空間單細(xì)胞蛋白組技術(shù)，這項(xiàng)研究揭示了治療后腫瘤微環(huán)境的時間變化、對反應(yīng)至關(guān)重要的細(xì)胞相互作用以及免疫治療結(jié)果的空間相關(guān)性的組織原位機(jī)制，也為細(xì)胞治療評估和工程化改造提供了參考信息。PhenoCycler-Fusion單細(xì)胞原位空間蛋白組學(xué)優(yōu)勢華盈生物PhenoCycler-Fusion單細(xì)胞原位空間蛋白組學(xué)技術(shù)資格證書華盈生物是美國AkoyaBioscience公司的PhenoCycler-Fusion空間單細(xì)胞蛋白組學(xué)技術(shù)認(rèn)證服務(wù)商，已經(jīng)被納入了該技術(shù)的全球CRO服務(wù)提供者體系。借助全球領(lǐng)先的PhenoCycler-Fusion空間單細(xì)胞蛋白組學(xué)技術(shù)平臺的建立，華盈生物將為中國客戶提供更具精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)特色的服務(wù)與合作，推動中國團(tuán)隊(duì)在空間生物學(xué)領(lǐng)域的研究水平，加快構(gòu)建符合中國人群的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)模式。即刻加入“STAMP郵戳”計(jì)劃華盈生物推出腫瘤微環(huán)境空間蛋白組解剖分析項(xiàng)目”STAMP郵戳”計(jì)劃(SpatialTumorAnatomyofMicroenvironmentProteome),常備15-plex、25-plex、35-plex三款固定標(biāo)志物組合,與國內(nèi)腫瘤研究領(lǐng)域的科學(xué)家共同推進(jìn)腫瘤空間生物學(xué)研究。相關(guān)文獻(xiàn)HickeyJW,HaistM,HorowitzN,CaraccioC,TanY,RechAJ,BaertschMA,Rovira-ClavéX,ZhuB,VazquezG,BarlowG,AgmonE,GoltsevY,SunwooJB,CovertM,NolanGP.Tcell-mediatedcurationandrestructuringoftumortissuecoordinatesaneffectiveimmuneresponse.CellRep.2023;42(12):