通过广泛的单细胞分析,德克萨斯大学MD安德森癌症中心的研究人员创建了早期肺癌中肿瘤浸润性B细胞和浆细胞的空间图,突出了这些免疫细胞在肿瘤发展和治疗结果。
今天发表在《癌症发现》上的这项研究代表了迄今为止关于肿瘤浸润性B细胞和浆细胞的最大和最全面的单细胞图谱,可用于开发新的免疫治疗策略。
“我们知道肿瘤微环境在调节肿瘤生长和转移中发挥着重要作用,但我们对这些相互作用的了解并不完整。到目前为止,大部分焦点都集中在T细胞上,”共同通讯作者LinghuaWang医学博士说,博士,基因组医学副教授。“我们的研究提供了对B细胞和浆细胞表型的急需了解,它们在早期肺癌发展中也发挥着关键作用。”
改进的筛查方法增加了早期诊断的肺癌比例。手术对一些患者有治愈作用,但需要新的治疗方法,因为许多患者的疾病仍然会复发。了解癌细胞和免疫细胞之间的早期相互作用可以揭示阻止癌症生长或增强抗肿瘤免疫反应的机会。
之前由Wang和她的同事共同领导的研究发现,B系细胞对于黑色素瘤患者对免疫治疗的反应至关重要。此外,由Wang和转化分子病理学副教授HumamKadara博士联合领导的一项研究发现,与正常肺组织相比,早期肺癌中B细胞和浆细胞富集。浆细胞是负责产生抗体的终末分化的B细胞。
为了更好地了解这些细胞在早期肺癌发展中的作用,研究人员对16个肿瘤和47个匹配的正常肺组织进行了单细胞分析。该分析由王实验室的郝大鹏博士和韩广春博士以及Kadara实验室的AnsamSinjab博士领导。
研究人员对大约50,000个独特的B细胞和浆细胞进行了单细胞RNA测序,以分析它们的基因表达谱。他们还完成了对70,000多个细胞的单细胞B细胞受体测序,以了解B细胞受体的所有组成部分,即识别抗原的细胞表面的膜结合蛋白。
该研究确定了12个不同的细胞亚群,相对于邻近的正常组织,肿瘤中的分化程度更高(记忆B细胞和浆细胞)高度富集。
“这一级别的详细分析突出了肿瘤与其周围免疫微环境之间的动态相互作用,”该研究的共同通讯作者Kadara说。“我们的数据揭示了环境因素的重要性,例如暴露于香烟烟雾中,以及肿瘤的分子特征对浸润B细胞和浆细胞的影响。”
例如,与非吸烟者相比,吸烟者的肿瘤浆细胞升高,B细胞克隆性降低。此外,与具有KRAS或其他突变的肺肿瘤相比,具有EGFR突变的肺肿瘤具有较低水平的浆细胞和较高水平的低分化B细胞。
通过研究单细胞数据以及来自肿瘤的空间信息,研究人员还证明,大多数B细胞和浆细胞都被招募到高水平CXCL13的部位。随着肿瘤从癌前病变发展为浸润性肺癌,这种信号分子的水平会增加。
肿瘤中B细胞和浆细胞的多样性似乎也会影响早期肺癌患者的预后和治疗反应。具体而言,肿瘤中浆细胞的富集与提高生存率和对抗PD-1/PD-L1免疫检查点抑制剂的反应最密切相关。
“以前的大多数研究都将肿瘤浸润性B细胞或浆细胞视为同质群体,但我们的深入分析强调了这些细胞的异质性以及它们与肿瘤微环境其他成分的相互作用,”Wang说。“需要进一步的研究来充分了解它们在肿瘤发病机制中的作用,但有证据表明浆细胞特征可能是预测免疫治疗结果的有价值的生物标志物。我们的研究结果也可用于确定专注于肿瘤浸润的免疫治疗的新靶点B细胞和浆细胞。”
未来的研究将建立在本研究提供的基础上,以阐明B细胞和浆细胞在早期肺肿瘤进展中的确切作用,并确定最有希望的治疗策略。