空間多組學(xué)助力揭示膠質(zhì)瘤中三級淋巴結(jié)構(gòu)的臨床意義

題目：Spatial immune profiling defines a subset of human gliomas with functional tertiary lymphoid structures.
期刊：Immunity
IF：26.3
DOI：10.1016/j.immuni.2025.09.018

研究背景

成人彌漫性膠質(zhì)瘤是最常見的原發(fā)性腦腫瘤之一，患者預(yù)后極差，且對免疫治療響應(yīng)極低，被視為典型的免疫上的“冷”腫瘤（“cold” tumors）。膠質(zhì)瘤的這種免疫抑制特征被認(rèn)為與腦組織屏障、低突變負(fù)荷及免疫細(xì)胞浸潤不足密切相關(guān)。

近年來，研究者在部分膠質(zhì)瘤樣本中觀察到類似淋巴結(jié)的三級淋巴結(jié)構(gòu)（TLS），提示存在局部免疫活化的可能。TLS能在腫瘤組織內(nèi)促進(jìn)抗原呈遞和B/T細(xì)胞協(xié)同，是多種癌癥中預(yù)測免疫治療反應(yīng)的潛在標(biāo)志物。然而，TLS在中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤中的存在形式與功能仍不清楚。

本研究利用GeoMx DSP空間轉(zhuǎn)錄組聯(lián)合空間多組學(xué)技術(shù)，對642例膠質(zhì)瘤樣本進(jìn)行了系統(tǒng)性的解析。研究發(fā)現(xiàn)，約15%的腫瘤存在功能性TLS，其富含活化的B/T細(xì)胞與抗體分泌特征，與患者生存顯著相關(guān)，揭示了膠質(zhì)瘤中罕見但關(guān)鍵的免疫活躍的細(xì)胞亞群。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計與技術(shù)手段

本研究納入了642例成人型彌漫性膠質(zhì)瘤樣本，包括434例初發(fā)與208例復(fù)發(fā)病例。研究首先通過免疫組織化學(xué)（IHC）與多重免疫熒光（mIF）篩查TLS，并在篩選出的TLS陽性樣本中進(jìn)一步開展空間分子層面的深入解析。

空間轉(zhuǎn)錄組部分重點(diǎn)依托GeoMx DSP Whole Transcriptome Atlas平臺完成：

研究團(tuán)隊在TLS區(qū)域、腫瘤區(qū)與基質(zhì)區(qū)共選取多個ROIs，檢測約18,000個基因的空間表達(dá)譜，進(jìn)而識別TLS的分子亞型，并利用通路富集、細(xì)胞解卷積等算法揭示免疫功能特征。

進(jìn)一步聯(lián)合GeoMx DSP和空間多組學(xué)技術(shù)，構(gòu)建了從空間免疫圖譜到臨床預(yù)后的系統(tǒng)模型，展示了空間多組學(xué)在解析腫瘤免疫異質(zhì)性中的強(qiáng)大能力。

主要發(fā)現(xiàn)

1.TLS的發(fā)生頻率與臨床相關(guān)性

通過免疫組織化學(xué)與多重免疫熒光篩查TLS（TLS被定義為由至少50個CD20⁺B細(xì)胞，與CD3⁺T細(xì)胞和LAMP3⁺成熟樹突細(xì)胞緊密相鄰所形成的淋巴樣聚合結(jié)構(gòu)），發(fā)現(xiàn)在642例膠質(zhì)瘤中，約15%樣本存在TLS結(jié)構(gòu)。TLS陽性患者顯示出更長的總體生存期（OS）與無進(jìn)展生存期（PFS）。研究還發(fā)現(xiàn)，TLS的出現(xiàn)與IDH（膠質(zhì)瘤核心的分子分型標(biāo)志：IDH突變型預(yù)后較好，IDH野生型則高度惡性）基因類型無關(guān)。TLS更常見于初次發(fā)病的男性患者，以及位于顳頂葉的腫瘤。此外，TLS陽性與陰性樣本在腫瘤突變負(fù)荷（TMB）上沒有顯著差別，說明TLS的形成與突變數(shù)量無關(guān)，更可能與局部免疫環(huán)境和組織結(jié)構(gòu)關(guān)系密切。

2.TLS⁺腫瘤的轉(zhuǎn)錄與蛋白特征

GeoMx DSP數(shù)據(jù)顯示，TLS⁺區(qū)域富集免疫活化相關(guān)基因（IGHG1、IGHA1、CD74、HLA-DRA）及基質(zhì)重塑基因（COL6A1、MMP7），而神經(jīng)元相關(guān)基因顯著下調(diào)。細(xì)胞解卷積結(jié)果提示，TLS⁺樣本中免疫細(xì)胞（B/T/DC）及血管周細(xì)胞比例上升�？臻g蛋白成像進(jìn)一步驗(yàn)證COL6A1在TLS周圍血管區(qū)域沉積，并觀察到CD163⁺巨噬細(xì)胞對ECM（細(xì)胞外基質(zhì)）成分的攝取，揭示基質(zhì)重塑與免疫細(xì)胞招募的關(guān)聯(lián)。

3.TLS的三種分子亞型

基于GeoMx DSP數(shù)據(jù)進(jìn)行無監(jiān)督聚類，研究團(tuán)隊識別出TLS的三種主要分子亞型：
●T-low-TLS：T細(xì)胞稀少，富含神經(jīng)元與巨噬細(xì)胞基因；
●B:T-TLS：抗原呈遞與T/B協(xié)同激活信號強(qiáng)，HLA與CXCL13顯著上調(diào)；
●PC-TLS：漿細(xì)胞標(biāo)志基因（MZB1、IGHG1）富集，TLS面積與細(xì)胞密度更高。
 
這三種亞型反映了TLS從“早期募集→活化→漿細(xì)胞分化”的動態(tài)成熟軌跡。

4.TLS的功能性與空間依賴

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，TLS的三種分子亞型中，B:T-TLS與PC-TLS展現(xiàn)明顯的功能性免疫特征：存在活化的CD4⁺T細(xì)胞、漿細(xì)胞分區(qū)、IgG⁺/IgA⁺抗體產(chǎn)生及BCR克隆擴(kuò)增，但缺乏典型GC結(jié)構(gòu)（Germinal Center：生發(fā)中心結(jié)構(gòu)，淋巴器官內(nèi)的一個免疫反應(yīng)區(qū)域，與免疫反應(yīng)密切相關(guān)）。聯(lián)合空間蛋白成像與空間轉(zhuǎn)錄組分析表明顯示，TLS的形成受到血管通透性與ECM重塑狀態(tài)的調(diào)控，而壞死區(qū)的免疫抑制環(huán)境會抑制TLS成熟。

文章總結(jié)

本研究以空間多組學(xué)為核心，結(jié)合空間轉(zhuǎn)錄組和空間蛋白組技術(shù)，系統(tǒng)揭示了膠質(zhì)瘤中TLS的空間特征、分子異質(zhì)性及其臨床意義。研究發(fā)現(xiàn)，TLS的存在及其功能性亞型與患者生存顯著改善相關(guān)，提示TLS可作為預(yù)后和免疫敏感性的標(biāo)志物，為膠質(zhì)瘤免疫治療中的患者分層提供了潛在依據(jù)。該研究不僅為理解免疫“冷”腫瘤中的局部免疫生態(tài)位提供了有力示范，還為預(yù)測免疫治療反應(yīng)和優(yōu)化個體化治療決策提供了新的思路。