肿瘤内浆细胞预测非小细胞肺癌PD-L1阻断的结果

文章信息

英文标题：Intratumoral plasma cells predict outcomes to PD-L1 blockade in non-small cell lung cancer

中文标题：肿瘤内浆细胞预测非小细胞肺癌PD-L1阻断的结果

期刊：《Cancer Cell》

发表时间: 2022 Mar 14

GEO数据库编号：GSE131907

文献概述

问题：根据 B细胞与PD-L1阻断的预后显著关联，探究是那一群特定的B细胞对PD-L1阻断在NSCLC中的疗效有重要作用。

结果：文章通过转录组推断B细胞在肺腺癌中的表达与预后，确定了B细胞对肺腺癌的影响。后续根据其他人的单细胞数据集进行验证主要分出三组亚群（滤泡B细胞，浆细胞，生发B细胞）并在蛋白水平验证。根据三种B细胞的共表达相关性，MIF分析和免疫荧光确定浆细胞特异性。后续进一步根据B细胞的打分分组探究PD-L治疗的作用，结果表明T3浆细胞的特异性可以作为一个独立的预测因子。探索在肿瘤TLS/LA环境中的主要影响亚群，GC和浆细胞在TLS/LA中会对影响肿瘤产生，同样也确定在TLS/LA中的浆细胞也可以区分和前面特异浆细胞作为标志因子遥相呼应。

结论：B细胞在肺腺癌中会起到独特作用，同样也确定了一种特异浆细胞在肺腺癌中作为重要亚群参与癌症进程的反应。

研究思路

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实验结果

转录组bulk-seq分析确定B细胞在免疫治疗肺腺癌中的表达

文章首先对于两项转录组数据阿替利珠单抗与化疗（多西他赛）进行分析根据存货分组，确定B细胞对于免疫治疗中B细胞基因是高度响应的。

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对CD79A,CD19,IFNG,CXCL10四个基因进行初步三分组，生存分析探究，进一步确定了B细胞在阿替利珠单抗免疫治疗中，对于预后的高响应。

通过单细胞RNA-seq确定B细胞亚群

根据多个单细胞数据集推断最后进行B细胞的分群，主要分为生发B细胞(GC)，滤泡B细胞(Foll)，浆细胞(Plasma)三种，并通过三种细胞的标志基因在其他数据集进行打分验证，在其他数据集中同样也是确定了这三种类型细胞的存在。还使用使用 CyTOF 技术在蛋白质水平上进一步证实了这三个群体，确定肺腺癌中三种B细胞的存在。

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用bulk RNA-seq分析B细胞打分集基因

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根据scRNA-seq中鉴定B细胞标志基因是否可以预测阿替利珠或多西他赛治疗后的患者生存率。通过基因共表达并对这些基因进行分群在bulk RNA-seq中验证。浆细胞标志物具有很强的相关性，但与GC或滤泡B细胞标志物的相关性较低。而且浆细胞特征评分与肿瘤细胞百分比之间没有相关性，这表明肿瘤中不是这些常见的细胞相关混合。

CD138仅在非肿瘤区域的浆细胞具有特异性，而在肿瘤区域中，通常存在PanCk/ CD138细胞。通过将mIF浆细胞定量归一化为总肿瘤panCK细胞来评估RNA-seq和mIF之间的关系，分析肿瘤大小的差异。而且浆细胞特征基因单独与mIF浆细胞定量相关，而滤泡B细胞和GC特征则不相关，突出了浆细胞特征的特异性。文章通过scRNA-seq标志基因打分证明对浆细胞具有高度特异性，并且通过bulk RNA-seq进一步对样品进行分组确定浆细胞的差异性。

高打分浆细胞在阿替利珠单抗治疗中的预后

三分位比较高（T3）与低/中（T1 / T2）表达组来二分化进行生存分析，只有浆细胞对存活时间显著。在测试每个特征与治疗作用的模型中证实了浆细胞特征的潜在预测值。浆细胞在是GC B细胞，滤泡B细胞，八个基因T效应因子特征tGE8（由IFNG，CXCL9，CD8A，GZMA，GZMB，CXCL10，PRF1和TBX21）在这些模型中最为显著。

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浆细胞特征的预测值也在多变量模型中是特异性的，并且与CD8 T细胞的存在无关。在其他癌种和数据库中OS和浆细胞评分同样也存在显著和正相关，表明出这种现象可能不仅限于NSCLC。总的来说，这些数据表明，富含浆细胞的肿瘤可能预示着OS对接受免疫治疗的患者有益。

此外，在几个亚组分析中，用于预测阿替利珠单抗益处的浆细胞特征的强度得以维持。在分离鳞状和非鳞状NSCLC患者时，在任一组织学中浆细胞特征评分最高的患者表现出阿替利珠单抗比多西他赛更长的OS。这些数据证明浆细胞特征在预测患者亚组中阿替利珠单抗结果的适用性。

浆细胞在TLS和LA的肿瘤中富集

根据之前的文献中，某些肿瘤组织中TLS会有B细胞存在。文章发现TLS由CD20 B细胞主导的独特GC标记。GC被CD20 B细胞和CD3 T细胞的混合物包围而且所有已鉴定的TLS都由邻近的周围浆细胞标记。LA具有更多的混合特征，没有明显的CD20 GC，并且平衡向CD3 T细胞而不是CD20 B细胞转变同时在LA内部或周围也发现了浆细胞。

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通过mIF证明浆细胞在含有TLS或LA的样品中富集。文章也评估肿瘤中是否存在TLS或LA。在分析的254份患者样本中，9%的患者样本具有GC的TLS样结构，21%的患者具有没有观察到的GC的LA，其余70%的患者没有可检测到的TLS或LA。阿替利珠单抗或多西他赛治疗组样品之间的TLS或LA分布不具有差异。含有TLS/LA的肿瘤患者在用阿替利珠单抗治疗时表现出显著增加的OS期。与浆细胞特征类似， TLS/LA 的存在与 OS 时期密切相关，特别是在接受阿替利珠单抗治疗但未接受多西他赛治疗的患者中。

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TLS/LA肿瘤高度富集了来自三个肿瘤内B细胞亚群中每个亚群的基因，尤其是浆细胞基因，包括MZB1，TNFRSF17（BCMA）和IGHG类基因。对三个B细胞特征的定量分析证实了TLS / LA肿瘤中浆细胞的增加。GC B细胞和滤泡 B 细胞特征在TLS / LA肿瘤中也增加。

结论

文章主要对肺腺癌中B细胞进行探究，bulk RNA-seq和scRNA-Seq联合进行分析。

确定肿瘤内B细胞特别是浆细胞，在用阿替利珠单抗治疗的肺腺癌患者OS时期持续时间的关键因素。而且证明浆细胞同样也在TLS组织的存在，表现出浆细胞具有潜在的标志作用。

而且基因表达分析显示浆细胞与阿替利珠单抗治疗的较长OS之间存在很强的关联。利用单细胞分析来推导和验证特异性和稳健的基因特征，虽然每个B细胞亚群都与结果有一定的关联，但浆细胞似乎是最重要的。这可能表明一种富有成效的局部GC反应，其中成熟的浆细胞是最终产物。这些数据在具有组织学鉴定的TLS或TLS样结构的患者中具有类似的显著临床特征得到了体现。使用mIF技术，发现TLS通常被浆细胞包围。

综上所述，这些数据表明，具有高浆细胞浸润的肿瘤可识别具有TLS或TLS样结构的肿瘤，这些结构一旦受到CPI的刺激，就可以提供持续的肿瘤杀伤。文章在阿替利珠单抗与化疗的两项大型随机临床试验背景下的数据显示，浆细胞和OS之间存在很强的关联，这是PD-L1阻断特异性的。

文献阅读感想

文献数据量比较大，bulk RNA-seq，ScRNA-seq联合分析，还有单细胞蛋白分析。

主要是基于bulk确定B细胞在后续逐步验证，文献在数据分析流程和多重免疫荧光结合，在肺腺癌中深究免疫治疗中B细胞的反应，确定免疫治疗在某些特异肺腺癌群体中的积极作用。

总而言之文章对于数据分析的把控较好，分组，确定亚群，TLS环境等完美结合，我个人觉得这篇文章的方法值得学习