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大家好，今天给大家解读一篇题为Pheno typic diversity of Tcells inhuman primary and metastatic brain tumors revealed by multiomic interro gation 健康大脑的免疫环境受到严格调节，以防止过度的神经炎症。然而，在癌症发生后，大脑保护性免疫抑制和肿瘤定向免疫激活之间可能会发生组织特异性冲突。 01 研究背景 健康大脑的免疫特化环境受到严格调节，以防止过度的神经炎症。然而，在癌症发展后，大脑保留免疫抑制和肿瘤定向免疫激活之间的组织特异性冲突可能会随之而来。 为了研究T细胞在此过程中的潜在作用，我们通过对单细胞和群体水平的综合分析，对原发性或转移性脑癌患者的这些细胞进行了分析。我们的分析揭示了个体之间 T 细胞生物学的相似性和差异性，在脑转移个体亚组中观察到最显着的差异，其特征是表达 CXCL13 的 CD39 潜在肿瘤反应性 T （pTRT） 细胞的积累。 在该亚组中，高pTRT细胞丰度与原发性肺癌相当，而所有其他脑肿瘤的pTRT细胞丰度较低，与原发性乳腺癌相似。这些发现表明，T 细胞介导的肿瘤反应性可能发生在某些脑转移瘤中，并可能为免疫疗法治疗提供分层信息。 见图一 scRNA-seq 可识别 BrM 个体亚群中的 pTRT 细胞，并定义 BrM pTRT 细胞特异性基因特征。  图一 a-c，来自9个脑癌患者的T细胞的UMAP，按组织（a）、细胞类型（b）和簇ID（c）着色。 d，堆叠条形图分别显示来自BrM（n = 6）和神经胶质瘤（n = 3）个体的血液和肿瘤中每个簇的丰度。 e，表达热图，显示每个 CD8 T 细胞簇中来自 n = 9 个个体的前 10 个基因。 f，每个CD8 T细胞簇中新抗原反应性CD8 T细胞基因特征的富集，如相应的匹配颜色所示。分析的五个不同的基因特征由第一作者和年份表示，可以在参考文献中找到。 g，堆叠条形图，显示每个CD8 T细胞簇中TCR的克隆性。TCR克隆型根据其在每个个体中的患病率分为五类，并相应地着色;ND，未检测到。 h，冲积图分别显示C1（左）和C3（右）内前15个TCR克隆型的频率。一个簇中的每个克隆型都用独特的颜色进行注释。 i，在n = 9个个体的每个CD8 T细胞簇中，TCR克隆型与VDJdb中已发表的病毒特异性TCR完全匹配的数量;CMV，巨细胞病毒;EBV，EB病毒;HCV，丙型肝炎病毒。 j， 每个肿瘤内C3的丰度。样品注释为C3高，累积丰度为>30%（虚线水平线）或C3低。 k，点图显示了 C3 高肿瘤（n = 3 个肿瘤）中 c 3 的 n = 5,188 个细胞中每个基因的平均表达，而 C3 低肿瘤（n = 6 个肿瘤）中 C3 的 n = 920 个细胞的平均表达。突出显示了在修拉中被鉴定为 DEG 的基因。 l，条形图显示 C3 高（n = 3 个肿瘤）与 C3 低（n = 3 个肿瘤）肿瘤中定义的 T 细胞状态丰度差异，描述为倍数变化;Eff. Mem.，效应记忆;TFH，滤泡辅助性T细胞;TH1,1 型辅助性 T 细胞。 见图二 T细胞活化和分化是脑肿瘤浸润性T细胞的共同特征。  图二 a，基于所有T细胞（来自血液和肿瘤的CD4和CD8）的250个最可变表达基因（基因列表见补充表2a）的主成分分析，这些T细胞按组织（顶部）或细胞类型（底部）从54名脑癌患者（肿瘤和血液）和12名HD患者的血液中分选。临床详情见附表1a;PC，主成分。 b，条形图显示了使用MSigDB C7收集过滤为仅包含T细胞相关通路的血液（n = 85）和肿瘤（n = 102）样本中T细胞比较的GSEA（完整通路列表见补充表2b）;NES，归一化富集评分。 c，箱形图表示 n = 11 HD、n = 10 个神经胶质瘤和 n = 19 个 BrM 血液样本以及 n = 9 个神经胶质瘤和 n = 19 个 BrM 肿瘤样本中 CD8（顶部）和 CD4（底部）T 细胞中 CD45RO 细胞的比例。匹配的脑癌样本用连接线表示。通过配对双侧Wilcoxon检验确定显着性。箱形图表示以中位数为中心的第一和第三四分位数;晶须显示第 25 个和第 75 个百分位数的 1.5×四分位距。 d，点图显示了 n = 33 名 BrM（x 轴）和 n = 14 名神经胶质瘤患者（y 轴）中匹配血液和肿瘤 CD8 T 细胞之间每个基因的倍数变化 （FC）。在一种或两种疾病中通过指示显着性临界值的基因按指示着色。突出显示了肿瘤或血液中大多数富集的共享基因，包括 CXCL13 作为神经胶质瘤和 BrM CD8 TIL 之间最 DEG 的基因;FDR，错误发现率。 e，来自批量RNA-seq队列中n = 47个肿瘤的CD8 T细胞中C3顶级基因的表达热图和分层聚类。列和行（z 分数）按层次结构聚类。每列注释疾病和pTRT细胞状态;放疗，放疗;激素，激素治疗;靶向、靶向治疗;免疫，免疫疗法;化疗、化疗;Dexa，地塞米松;SRS，立体定向放射外科。 f，箱形图显示了 n = 14 名神经胶质瘤患者、n = 20 名 pTRT 细胞低 BrM 患者和 n = 13 名 pTRT 细胞高 BrM 患者中 CD8 TIL 中新抗原反应性 CD8 T 细胞基因特征的富集（五种不同的特征）。通过非配对双侧 Wilcoxon 检验和 Benjamini-Hochberg 多重比较校正确定显着性。箱形图的定义为 c。 见图三 pTRT细胞高位肿瘤中的CD8 T细胞丰度高且克隆扩增。  图三 a，显示CD39CCR7设门策略的代表性FCM图+低CD8 和 CD39+–CCR7型低CD8 T细胞。 b， 显示CD39CCR7百分比的箱形图++低神经胶质瘤（n = 14 个血液和 n = 12 个肿瘤样本）和 BrM（n = 13 个血液和 n = 13 个肿瘤样本）个体的 CD8 T 细胞之间的细胞。通过双侧Wilcoxon检验和Benjamini-Hochberg多重比较校正确定显著性。 c，FCM直方图显示了来自BrM个体的一个代表性pTRT细胞高位样本中指示标记物的表达。 d，比较CD39CCR7中指示的每个标记物的中位荧光强度的箱形图++低CD8 和 CD39+–CCR7型低n = 6 个具有 pTRT 细胞高 BrM 的个体中的 CD8 T 细胞。通过配对的双侧 Wilcoxon 检验确定显着性。 e，箱形图显示肿瘤（左，n = 14 个神经胶质瘤，n = 20 pTRT 细胞低和 n = 13 pTRT 细胞高 BrM 样本）和血液（右，n = 9 个神经胶质瘤，n = 15 pTRT 细胞低和 n = 10 pTRT 细胞高 BrM 样本）中 CD8 T 细胞的丰度占所有 CD45 免疫细胞的比例。显着性通过未配对的双侧 Wilcoxon 检验和 Benjamini-Hochberg 多重比较校正确定。 f，箱形图总结了肿瘤（左，n = 13 个神经胶质瘤，n = 17 pTRT 细胞低和 n = 13 个 pTRT 细胞高 BrM 样本）和血液（右，n = 9 个神经胶质瘤，n = 15 pTRT 细胞低和 n = 11 pTRT 细胞高 BrM 样本）中 TCR β链的多样性作为 Chao 1 指数。显着性通过未配对的双侧 Wilcoxon 检验和 Benjamini-Hochberg 多重比较校正确定。 g，显示了三个具有代表性的个体的TCR克隆散点图，其中克隆在肿瘤和血液中的归一化频率。点按扩增曲线（未扩增、仅在肿瘤中扩增、仅在血液中扩增或双重扩增）着色，并按具有相同扩增统计量的克隆数量大小。 h，箱形图总结了 n = 11 名神经胶质瘤患者、n = 17 名 pTRT 细胞低 BrM 个体和 n = 12 名 pTRT 细胞高 BrM 个体中仅在肿瘤中检测到的克隆比例。显着性通过非配对双侧 Wilcoxon 检验和 Benjamini-Hochberg 多重比较校正确定。 i，代表性 FCM 图，显示 CD8 T 细胞上的 Ki67 染色门控。 j，箱形图显示了 n = 12 个神经胶质瘤、n = 7 个 pTRT 细胞低 BrM 和 n = 6 个 pTRT 细胞高 BrM 肿瘤样本以及 n = 14 个神经胶质瘤、n = 8 pTRT 细胞低 BrM 和 n = 5 个 pTRT 细胞高 BrM 血液样本中 Ki67 细胞在 CD8 T 细胞中的百分比。显着性通过未配对的双侧 Wilcoxon 检验和 Benjamini-Hochberg 多重比较校正确定。 k，堆叠条形图显示 n = 12 个神经胶质瘤、n = 7 个 pTRT 细胞低 BrM 和 n = 6 个 pTRT 细胞高 BrM 肿瘤样本以及 n = 14 个神经胶质瘤、n = 8 pTRT 细胞低 BrM 和 n = 5 pTRT 细胞高 BrM 血液样本中 Ki67CD8 T 细胞的平均比例。CD39 阳性以绿色表示。b、d-f、h 和 j 中的箱形图定义如图 1 所示。 见图四 BrM中的pTRT细胞位于PVN和基质以及肿瘤巢内。  图四 a，来自 pTRT 细胞高 BrM、pTRT 细胞低 BrM 和神经胶质瘤的代表性 IF 图像。每张图像最右侧的插图显示了由白色箭头指示的 CD8 T 细胞的更高放大倍率。 b，箱形图显示 n = 5 个神经胶质瘤、n = 9 个 pTRT 细胞 低 BrM 和 n = 6 个 pTRT 细胞高 BrM 肿瘤样本中 CD103PD1CD8 TIL 的定量，显示为每平方毫米的细胞数（左）、CD45 细胞比例（中）和 CD8 细胞的比例（右）。显着性通过未配对的双侧 Wilcoxon 检验和 Benjamini-Hochberg 多重比较校正确定。箱形图的定义如图所示。 2c. c，PVN 内部（白色箭头）和外部（黄色箭头）的 T 细胞的代表性图像，定义为最近血管周围的 15 μm 半径。 d，PVN 内外 CD103PD1CD8 TIL 的定量（n = 79,586 个 CD8 T 细胞）。 e，小提琴图显示了CD8 TILs与CD103和PD1共表达分层的各自最近血管的平均距离。标明了每组的平均距离。显着性通过未配对的双侧 Wilcoxon 检验确定。 f，邻域分析，总结CD103PD1CD8 TIL周围20μm半径内的细胞类型。 见图五 具有抗原呈递能力的髓样细胞与高pTRT细胞丰度相关。  图五 a，箱形图显示 n = 6 名神经胶质瘤患者、n = 12 名 pTRT 细胞低 BrM 个体和 n = 7 名 pTRT 细胞高 BrM 个体中 MG（顶部）或 MDM（底部）周围 20 μm 半径内 CD8 TIL 的百分比。显着性通过非配对双侧 Wilcoxon 检验和 Benjamini-Hochberg 多重比较校正确定。 b，小提琴图显示CD8 TILs与各自最近的TAM的距离（MG，顶部;MDM，底部）按 CD103 和 PD1 在 n = 5 名神经胶质瘤患者和 n = 16 名 BrM 患者中的共表达分层。标明了每组的平均距离。显着性通过未配对的双侧 Wilcoxon 检验确定。 c，球囊图分别显示了 pTRT 细胞高 BrM 与 pTRT 细胞低 BrM 或神经胶质瘤的 MDM 和 MG 中 Hallmark 和 Gene Ontology 生物过程基因集的 GSEA 结果。正文中提到的途径以黑色突出显示。在R中使用fgsea包计算校正后的P值（Benjamini-Hochberg方法）和归一化富集评分（NES）;IL-6，白细胞介素6; P adj，调整后的 P 值。 d，点图表明MG（上）或MDM（下）中抗原呈递程序的表达与CD8 T细胞中pTRT细胞特征富集之间的相关性。显著性通过线性回归确定。圆点按疾病组着色;n = 13 名神经胶质瘤患者，n MG = 17 名 pTRT 细胞低 BrM 患者，n MDM = 20 名 pTRT 细胞低 BrM 患者，n = 12 名 pTRT 细胞高 BrM 患者。 e， 箱形图显示 T 细胞募集细胞因子的表达在 n = 13 名神经胶质瘤患者中作为对数2 （CPM）， nMG = 17 名 pTRT 细胞低 BrM 的个体， n MDM = 20 个 pTRT 细胞低 BrM 的个体和 n = 12 个 pTRT 细胞高 BrM 的个体。调整后的 P 值（Benjamini-Hochberg 方法）使用 R. CPM 中的 limma 包计算，每百万计数。 f，点图表示 CD8 T 细胞丰度与 MG（左）或 MDM（右）中 CXCL9、CXCL10 和 CXCL11 表达之间的相关性。显著性通过线性回归确定。圆点按疾病组着色;n = 13 名神经胶质瘤患者，n MG = 17 名 pTRT 细胞低 BrM 患者，n MDM = 20 名 pTRT 细胞低 BrM 患者，n = 12 名 pTRT 细胞高 BrM 患者。 g，离体抗PD1治疗和T细胞增殖测定的示意图。 h，在指定条件下，n = 7 个神经胶质瘤（左）和 n = 10 个 BrM（右）肿瘤样品中离体 T 细胞增殖的总结。突出显示与未处理 （Untr） 和同型对照 （Iso） 条件相比增殖增加的样品;aPD1，抗PD1。 i，饼图，表示通过至少一种其他方法（FCM 或 RNA-seq）分析的体外增殖测定中使用的 n = 7 个神经胶质瘤和 n = 8 个 BrM 肿瘤的疾病组，并按它们对抗 PD1 的反应进行分组。图箱形图。图5a，e的定义如图5所示。 见图六 BrM和原代NSCLC中pTRT细胞的丰度相当，但表型不同。  图六 a， 泛癌单细胞T细胞图谱数据中BrM C3前10个基因的表达热图。行表示规范化和缩放的表达式。元簇和 pTRT 单元格状态按列进行注释。 b， 高维FCM分析示意图。 c，按组织分组的完整队列的 UMAP，并带有细胞术簇 （CC） 注释。 d，热图显示每个簇中单个标志物的中位比例表达以及血液或肿瘤CD8 T细胞之间的比例。 e，箱形图可视化 pTRT 细胞簇 CC9 在 n = 11 名 BC 患者、n = 32 名 NSCLC 患者、n = 12 名神经胶质瘤患者和 n = 12 名 BrM 患者中的丰度。通过 Kruskal-Wallis 检验和 Benjamini-Hochberg 多重比较校正确定显着性。 f，堆叠条形图，显示按疾病分组的单个肿瘤中每个簇的丰度。 g，代表性FCM图，说明CD39和CCR7在各疾病组的血液和肿瘤中的表达。 h， 总结CD39CCR7丰度的箱形图++低n = 11 名 BC 患者、n = 33 名 NSCLC 患者、n = 14 名神经胶质瘤患者和 n = 13 名 BrM 患者血液中所有 CD8 T 细胞中的细胞，以及 n = 11 名 BC 患者、n = 32 名 NSCLC 患者、n = 12 名神经胶质瘤患者和 n = 13 名患有 BrM 的个体。显着性通过 Kruskal-Wallis 检验和 Benjamini-Hochberg 多重比较校正确定。 i， 箱形图显示CD39CCR7上表达的指示标记物的中位荧光强度++低来自 n = 8 名 BC 患者、n = 29 名 NSCLC 患者和 n = 9 名 BrM 患者的 CD8 TIL。显着性通过 Kruskal-Wallis 检验和 Benjamini-Hochberg 多重比较校正确定。图箱形图。6e，h，i的定义如图所示。 02 研究结论 综上所述，本研究对脑癌患者的临床管理具有重要意义。表达 CXCL13 （CD39） 的 CD8 T 细胞的丰度和肿瘤微环境中 CXCL9 的表达是许多不同原发性癌症类型（包括肺癌和三阴性 BC）中 ICB 反应的可靠预测因子++22、23、24、52 .这些因素也可能表明大脑中 ICB 易感性，我们发现两者都在 pTRT 细胞高 BrM 中显着富集。 此外，pTRT细胞高BrM中CXCL13CD39CD8 TILs的比例与原发性NSCLC相似，原发性NSCLC是对ICB反应最灵敏的癌症之一53.这表明，只有具有pTRT细胞高而非pTRT细胞低肿瘤的个体才有可能从这种治疗中受益。 虽然关于如何在不进行手术切除的情况下评估脑肿瘤的 pTRT 细胞状态仍然是一个悬而未决的问题，但我们的数据为加强对最小和非侵入性手术的研究提供了基本原理，以评估脑肿瘤内 T 细胞的数量和质量。 好了，今天的文献解读就到这儿来，我们下期再见！如果你正在开展临床研究.需要方案设计.数据管理. 数据分析等支持.也随时可以联系我们。 |
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