2022-11-24
今天小编为大家解读一篇发表在国际杂志Nature Communications上题为“Single-cell characterization of leukemic and non-leukemic immune repertoires in CD8+ T-cell large granular lymphocytic leukemia”的文章。
大颗粒淋巴细胞白血病（LGL leukemia，large granular lymphocyte leukemia）是一种非常罕见的血液癌症类型，即机体的免疫细胞—T细胞会形成癌细胞，LGL白血病很少会致命，但其却会引起多种慢性疾病，包括增加患者感染的风险、引起贫血和关节疼痛等。患者所出现的症状是由LGL癌细胞攻击机体自身的组织所引起的，实际上，LGL白血病类似于人类的自身免疫性疾病，当前的很多疗法并不能有效治愈这种疾病，作者想系统地探究白血病和非白血病细胞是如何相互作用以维持T-LGLL中异常免疫反应的机制。 早在10年前就通过研究表明，LGL癌细胞通常携带有一种名为STAT3的基因突变，而这常常被用来对全球的疾病进行诊断。此前研究人员分析了LGL癌细胞，利用传统方法将免疫系统相关正常细胞与血液癌症细胞分开如今被证明非常困难。因为，以LGL白血病为例，癌细胞与血液中所发现的正常T细胞非常相似。而单细胞技术为其后期研究提供了全新的研究手段。让我们可以将之分开比较。
摘要 T-LGLL其中体细胞激活STAT3突变是常见的，利用scRNA+TCRαβ-seq，我们发现无论STAT3突变状态如何，T-LGLL克隆型都具有更强的细胞毒性和耗竭性相比于健康的反应性克隆型。此外，T-LGLL克隆型显示出更活跃的细胞反应性克隆与非白血病免疫细胞的共刺激通讯细胞间相互作用、单核细胞分泌的促炎细胞因子和T-LGLL-克隆-分泌IFNγ。除了白血病基因库外，T-LGLL中的非白血病T细胞基因库也比其他癌症和自身免疫性疾病更成熟、细胞毒性更强、克隆受限混乱。我们的结果为确定优先顺序提供了依据针对整个免疫系统而不仅仅是T-LGLL克隆型的治疗。
研究结果 一、T-LGLL T细胞表现出更强的细胞毒性和耗竭 作者从11名T-LGLL患者以及6名年龄匹配的健康对照的外周血样本分离PBMCs并分选出CD45⁺T细胞进行scRNA+TCRαβ-seq（取样及结论总结见图1a），发现T-LGLL患者样本中异常克隆扩增的T细胞呈现更复杂的异质性，与健康人的细胞相比，T-LGLL T细胞显著上调的基因与细胞毒性、T-LGLL标志、抗凋亡和T细胞耗竭相关（图1b-h）。 二、STAT3野生型T-LGLL T细胞表现出更强的细胞毒性 对属于T-LGLL克隆型的细胞进行重新聚类，鉴定出7种亚群，其中具有T-LGLL标志物以及衰竭标志物细胞占大多数（图2b-e）。结果表明STAT3野生型细胞表现更高活化程度和细胞毒性以及更低的耗竭评分，同时该结果在bulk-RNA-seq数据分析中得到验证（图2f-i）。 三、T-LGLL患者中非白血病T细胞群具有更高的成熟度复杂度 将数据集中非白血病细胞数据与来自实体癌患者(n=3)、血液系统癌患者（n=8）和健康对照（n=6）样本数据进行比较，发现T-LGLL患者样本中经典树突状细胞 (cDC) 和幼稚B细胞更少，而成熟CD4⁺TEM细胞的更多。并通过流式细胞术验证（图3a-c）。 四、非白血病免疫细胞库被激活 scRNA-seq数据揭示了不同细胞因子、共刺激基因和响应IFNγ基因在非白血病NK细胞、MNC和B细胞亚群中上调，在流式细胞术队列中验证了CD8⁺CD57⁻和CD4⁺T细胞的表型有效度（图4a-d）。为了研究T-LGLL中驱动免疫激活的通路，研究者对T-LGLL患者T细胞亚群进行了通路分析，发现显著上调通路包括IFNγ应答反应、IFNα应答反应和NFκB通路。 五、T-LGLL患者中有更多的细胞因子介导细胞间相互作用 结合单细胞转录组数据，发现大多数上调的细胞因子主要由MNC或cDC表达（图6a-b）。通过CellPhoneDB分析T-LGLL T细胞互作，发现与健康人相比，T-LGLL患者中T-LGLL T细胞和其他免疫细胞之间配体-受体相互作用数量增加，大多数差异可追踪到T-LGLL MNC之间的相互作用，而且，大多数的相互作用发生由共刺激引起（图5e-f）。
总 结 本文利用单细胞转录组测序和单细胞免疫组库测序技术，通过识别T-LGLL的TCR序列限制性扩增这一特定细胞标志物，提出T-LGLL患者整个免疫系统的细胞库是由强烈的抗原驱动免疫反应所塑造的证据，描绘了CD8⁺T细胞分化产生的T-LGLL T细胞免疫组库特征。为优先考虑针对整个免疫系统而不仅仅是T-LGLL（LGL白血病）克隆型的治疗提供了一定的理论基础和研究基础。
