Nature：原发性和转移性脑肿瘤的单细胞空间免疫景观有助于临床决策
2023-05-09 Jenny Ou MedSci原创 发表于广东省
本文原发性肿瘤和各种固体癌症的脑转移之间的免疫景观差异和胶质母细胞瘤患者生存相关的细胞区，并确定了长期生存相关的独特的骨髓过氧化物酶阳性巨噬细胞群体，有助于临床决策和治疗的选择。
脑肿瘤由各种恶性肿瘤组成，这些恶性肿瘤要么来自大脑内部，要么来自从其他原发部位传播的癌细胞。最常见的两个癌症类型包括胶质母细胞瘤（约占成人所有原发性脑恶性肿瘤的50%）和脑转移（BrM）（约占所有脑恶性肿瘤的90%），其中BrM最常由黑色素瘤、肺或乳腺肿瘤引起。目前除了手术，针对肿瘤细胞的细胞毒性疗法——如立体定向放疗，是第一线治疗。但它们产生的益处微乎其微，存活时间超过2年是罕见的。
肿瘤微环境（TME）是癌症进展的主要调节剂，随着免疫检查点封锁的出现，其治疗价值不断提高。与其他组织相比，大脑TME具有独特的组成，由功能多样化的星形胶质细胞和亲肿瘤的巨噬细胞主导，这些巨噬细胞在本体上是不同的，不包括浸润淋巴细胞。
单细胞分析技术揭示了其他癌症TME中许多有前途的治疗靶点；例如，多路成像使人们能够发现几种新的生物标志物，这些生物标志物可以预测乳腺癌、结直肠和胰腺癌的结果和治疗效果。然而，与其他恶性肿瘤相比，大脑TME的全面剖析进展较少，到目前为止，还没有一个包括使用高度多路复用组织学对单个细胞在其利基内的空间表征。
2023年2月1日发表在Nature的研究，通过在患者样本上使用成像质量细胞仪（IMC）来表征胶质母细胞瘤和BrM的大脑TME，并探索空间分辨特征与临床结果的关系。对389张高维组织病理学图像中超过110万个细胞的单细胞分析，实现了免疫谱系和激活状态的空间分辨率，揭示了原发性肿瘤和各种固体癌症的脑转移之间的免疫景观差异。
IMC揭示了大脑TME的细胞动力学
研究人员通过使用IMC提供了大脑TME的高维空间地图，并对胶质母细胞瘤和BrM的细胞动力学、相互作用和邻域进行了全面分析，将胶质母细胞瘤的空间特征与患者生存率进行关联。在疾病状态和地区常见的多细胞结构，与单独细胞频率相比，这些结构在预测患者存活率方面更胜过。
通过实验结果，研究人员确定了中性粒细胞样巨噬细胞的独特子集，这些子集对MPO呈阳性染色，这似乎对胶质母细胞瘤患者的生存有益，据此推测，有利于GMP衍生的中性粒细胞样状态的宿主免疫可能对患者预后有利。在特定的肿瘤利基中，可能会发生编程巨噬细胞以采用中性粒细胞样特征或增强吞噬作用。
结果表明，肿瘤在细胞层面的空间组织对于了解控制癌症的免疫机制至关重要。鉴于脑肿瘤和预后不佳患者的治疗选择有限，在了解大脑TME的空间结构与肿瘤生物学的关系，以及是否可以利用特定的免疫细胞子集来改善结果方面，具有尚未开发的转化价值。
原文出处
Karimi, E., Yu, M.W., Maritan, S.M. et al. Single-cell spatial immune landscapes of primary and metastatic brain tumours. Nature 614, 555–563 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05680-3
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