2022-11-24
今天小編為大家解讀一篇發表在國際雜志Nature Communications上題為“Single-cell characterization of leukemic and non-leukemic immune repertoires in CD8+ T-cell large granular lymphocytic leukemia”的文章。
大顆粒(li)淋巴(ba)細胞(bao)白血(xue)(xue)病(bing)（LGL leukemia，large granular lymphocyte leukemia）是一種非常罕(han)見的(de)(de)血(xue)(xue)液癌癥類型，即(ji)機體的(de)(de)免(mian)疫(yi)細胞(bao)—T細胞(bao)會形成(cheng)癌細胞(bao)，LGL白血(xue)(xue)病(bing)很少會致命，但其卻(que)會引(yin)起多種慢性疾(ji)(ji)病(bing)，包括增加患(huan)者(zhe)感染的(de)(de)風險、引(yin)起貧血(xue)(xue)和關節(jie)疼痛等。患(huan)者(zhe)所出現的(de)(de)癥狀是由(you)LGL癌細胞(bao)攻擊機體自身的(de)(de)組織所引(yin)起的(de)(de)，實際上，LGL白血(xue)(xue)病(bing)類似(si)于人類的(de)(de)自身免(mian)疫(yi)性疾(ji)(ji)病(bing)，當(dang)前的(de)(de)很多療法并不能(neng)有(you)效治愈(yu)這種疾(ji)(ji)病(bing)，作(zuo)者(zhe)想系(xi)統(tong)地探(tan)究白血(xue)(xue)病(bing)和非白血(xue)(xue)病(bing)細胞(bao)是如何相互作(zuo)用以維持T-LGLL中異常免(mian)疫(yi)反(fan)應的(de)(de)機制。 早在10年前(qian)就通過(guo)研(yan)(yan)究表明，LGL癌(ai)(ai)細(xi)胞通常(chang)攜(xie)帶有一種(zhong)名為STAT3的基(ji)因突變，而(er)(er)這(zhe)常(chang)常(chang)被用(yong)來對全球的疾病(bing)進(jin)行(xing)診(zhen)斷。此前(qian)研(yan)(yan)究人員分(fen)析了LGL癌(ai)(ai)細(xi)胞，利(li)用(yong)傳統(tong)方法將免疫系統(tong)相關(guan)正常(chang)細(xi)胞與(yu)(yu)血液(ye)(ye)癌(ai)(ai)癥(zheng)細(xi)胞分(fen)開(kai)如今被證明非(fei)常(chang)困難。因為，以LGL白血病(bing)為例，癌(ai)(ai)細(xi)胞與(yu)(yu)血液(ye)(ye)中所(suo)發現的正常(chang)T細(xi)胞非(fei)常(chang)相似。而(er)(er)單細(xi)胞技(ji)術為其(qi)后期研(yan)(yan)究提供了全新的研(yan)(yan)究手段。讓(rang)我(wo)們可以將之分(fen)開(kai)比(bi)較。
摘要 T-LGLL其中體細(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)激(ji)活STAT3突(tu)變(bian)(bian)是常見的(de)(de)(de)，利用(yong)scRNA+TCRαβ-seq，我們發現無(wu)論(lun)STAT3突(tu)變(bian)(bian)狀態(tai)如何(he)，T-LGLL克(ke)隆(long)型都具(ju)有更強的(de)(de)(de)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)毒性(xing)和耗竭性(xing)相比于(yu)健康的(de)(de)(de)反(fan)應性(xing)克(ke)隆(long)型。此外，T-LGLL克(ke)隆(long)型顯(xian)示出(chu)更活躍的(de)(de)(de)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)反(fan)應性(xing)克(ke)隆(long)與非白(bai)血(xue)病免疫細(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)的(de)(de)(de)共刺激(ji)通訊細(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)間相互作用(yong)、單核細(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)分泌(mi)的(de)(de)(de)促(cu)炎(yan)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)因(yin)(yin)子和T-LGLL-克(ke)隆(long)-分泌(mi)IFNγ。除了(le)白(bai)血(xue)病基(ji)因(yin)(yin)庫(ku)外，T-LGLL中的(de)(de)(de)非白(bai)血(xue)病T細(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)基(ji)因(yin)(yin)庫(ku)也比其他癌(ai)癥(zheng)和自身(shen)免疫性(xing)疾病更成熟、細(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)毒性(xing)更強、克(ke)隆(long)受限混亂。我們的(de)(de)(de)結果為確定(ding)優先順序(xu)提供(gong)了(le)依據針對(dui)整(zheng)個免疫系統而不僅(jin)僅(jin)是T-LGLL克(ke)隆(long)型的(de)(de)(de)治(zhi)療。
研究結果 一、T-LGLL T細胞表現出更強的細胞毒性和耗竭 作者從11名T-LGLL患者以及6名年齡匹配的健康對照的外周血樣本分離PBMCs并分選出CD45?T細胞進行scRNA+TCRαβ-seq（取樣及結論總結見圖1a），發現T-LGLL患者樣本中異常克隆擴增的T細胞呈現更復雜的異質性，與健康人的細胞相比，T-LGLL T細胞顯著上調的基因與細胞毒性、T-LGLL標志、抗凋亡和T細胞耗竭相關（圖1b-h）。 二、STAT3野生(sheng)型T-LGLL T細胞表現出更(geng)強的細胞毒性 對屬于T-LGLL克隆型(xing)的細(xi)胞(bao)進(jin)行重新聚類，鑒定出7種亞(ya)群，其(qi)中具(ju)有T-LGLL標(biao)志物以及衰竭標(biao)志物細(xi)胞(bao)占大多(duo)數（圖2b-e）。結果表明STAT3野生型(xing)細(xi)胞(bao)表現更高(gao)活化程度和細(xi)胞(bao)毒性以及更低的耗竭評分(fen)，同(tong)時該結果在(zai)bulk-RNA-seq數據分(fen)析(xi)中得(de)到驗(yan)證（圖2f-i）。 三、T-LGLL患者中非白血病T細胞群具有更高的成熟度復雜度 將數據集中非白血病細胞數據與來自實體癌患者(n=3)、血液系統癌患者（n=8）和健康對照（n=6）樣本數據進行比較，發現T-LGLL患者樣本中經典樹突狀細胞 (cDC) 和幼稚B細胞更少，而成熟CD4?TEM細胞的更多。并通過流式細胞術驗證（圖3a-c）。 四、非(fei)白血病免疫細(xi)胞庫被激活 scRNA-seq數據揭示了不同細胞因子、共刺激基因和響應IFNγ基因在非白血病NK細胞、MNC和B細胞亞群中上調，在流式細胞術隊列中驗證了CD8?CD57?和CD4?T細胞的表型有效度（圖4a-d）。為了研究T-LGLL中驅動免疫激活的通路，研究者對T-LGLL患者T細胞亞群進行了通路分析，發現顯著上調通路包括IFNγ應答反應、IFNα應答反應和NFκB通路。 五、T-LGLL患者中有更多的(de)細(xi)胞因子介導細(xi)胞間相互作用 結(jie)合單細胞(bao)(bao)轉錄組數據，發(fa)現大(da)多(duo)數上調的細胞(bao)(bao)因子(zi)主(zhu)要由MNC或cDC表(biao)達（圖6a-b）。通過CellPhoneDB分析(xi)T-LGLL T細胞(bao)(bao)互(hu)作(zuo)，發(fa)現與健康人相(xiang)(xiang)比，T-LGLL患(huan)者中(zhong)T-LGLL T細胞(bao)(bao)和其他免(mian)疫(yi)細胞(bao)(bao)之間配(pei)體-受體相(xiang)(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)(yong)數量增(zeng)加，大(da)多(duo)數差(cha)異可追蹤到(dao)T-LGLL MNC之間的相(xiang)(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)(yong)，而且，大(da)多(duo)數的相(xiang)(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)(yong)發(fa)生由共刺激引起(qi)（圖5e-f）。
總 結 本文利用單細胞轉錄組測序和單細胞免疫組庫測序技術，通過識別T-LGLL的TCR序列限制性擴增這一特定細胞標志物，提出T-LGLL患者整個免疫系統的細胞庫是由強烈的抗原驅動免疫反應所塑造的證據，描繪了CD8?T細胞分化產生的T-LGLL T細胞免疫組庫特征。為優先考慮針對整個免疫系統而不僅僅是T-LGLL（LGL白血病）克隆型的治療提供了一定的理論基礎和研究基礎。
