免疫微环境重塑与Rap1信号激活：儿童T细胞急性淋巴细胞白血病不良预后的新机制

《Nature Communications》：Remodeling of the immune microenvironment is linked to adverse outcome in pediatric T cell acute lymphoblastic leukemia

本研究针对儿童T细胞急性淋巴细胞白血病(T-ALL)免疫微环境认知空白的问题，通过单细胞CITE-seq和免疫组库分析，发现了一个以CD4-CD8-TCRαβ+ T细胞（DNαβ T细胞）和非经典单核细胞富集为特征的T-ALL亚型。该亚型与微小残留病(MRD)低患者的不良临床结局相关，且白血病细胞存在Rap1信号通路激活。抑制Rap1信号可增强navitoclax（BCL2/BCL-XL抑制剂）的敏感性，为靶向治疗提供了新策略。

　　

在儿童癌症研究领域，虽然成人肿瘤免疫微环境的改变已被广泛认识，但我们对儿童癌症免疫微环境的理解仍相当有限。T细胞急性淋巴细胞白血病(T-ALL)作为一种主要发生在儿童的血液恶性肿瘤，尽管强化化疗已将儿童总体生存率提高至80%，但复发/难治性T-ALL的治疗仍然充满挑战。靶向NOTCH1等频繁突变基因的治疗效果有限，且从正常T细胞中区分白血病特异性靶点存在困难，这促使研究人员将目光转向肿瘤免疫微环境，寻找新的治疗靶点和风险分层策略。

为了深入探索儿童T-ALL的免疫微环境特征，研究人员开展了一项综合性研究，成果发表在《Nature Communications》上。研究团队收集了15例儿童T-ALL患者诊断时、治疗不同时间点及缓解期的样本，以及4例健康对照样本，运用单细胞转录组和表面蛋白测序(CITE-seq)技术，结合免疫受体组库(TCR/BCR-seq)分析，构建了包含136,671个CD45⁺细胞的免疫微环境图谱。

关键技术方法

研究主要采用了单细胞多组学技术：通过5'10x Genomics免疫分析平台对分选后的CD45^high免疫细胞和CD45^midCD7⁺恶性细胞进行单细胞RNA测序(scRNA-seq)、表面蛋白表达测序(scADT-seq)和免疫组库测序(scTCRαβ/scBCR-seq)。同时利用BH3分析检测细胞凋亡 priming，通过体外T细胞培养模型验证CXCL16对T细胞分化的影响，并采用基因集评分分析独立临床队列的生存数据。

表征儿童T-ALL中的CD45⁺免疫微环境

研究团队通过整合单细胞转录组和表面蛋白表达数据，成功绘制了T-ALL免疫微环境的细胞图谱。分析发现，与健康供体相比，T-ALL样本中T细胞比例减少，而髓系细胞显著扩增。恶性细胞表达典型的T-ALL癌基因，并检测到克隆性TCRβ基序。

T-ALL诊断时非典型记忆B细胞的富集

对B细胞群体的深入分析揭示了五种B细胞类型，包括祖细胞、初始B细胞、记忆B细胞、非典型记忆B细胞和浆细胞。特别值得注意的是，T-ALL诊断时非典型记忆B细胞显著富集，这些细胞特征性地缺乏CD21和CD27表达，高表达ITGAX/CD11c和TBX21，并表达多种BCR抑制性受体，表明其对BCR信号无反应。

T-ALL中T细胞类型组成的改变

研究团队重点关注了T和NK细胞类型，发现了11种T细胞类型和2种NK细胞亚型。令人惊讶的是，差异丰度分析显示T-ALL诊断时微环境中CD3⁺CD4^-CD8^-TCRαβ⁺ T细胞（双阴性DNαβ T细胞）显著富集，而NKT、初始和记忆T细胞减少。此外，T-ALL患者的内源性T细胞表现出更低的TCRαβ多样性。

DNαβ T细胞中T细胞活化和抗原反应性特征

对DNαβ T细胞的深入表征发现，这些细胞高表达HAVCR2/CD366、TIGIT（抑制性受体）、ISG20、GZMA（免疫反应）以及CD38、LGALS3（T细胞活化）等基因，富集与"免疫反应"、"PD-1信号"和"T细胞活化"相关的特征。重要的是，13%的诊断初期DNαβ T细胞表面共表达CD137和CD69，表现出抗原依赖性T细胞活化特征。

T-ALL中非经典单核细胞的增加

除了T和B细胞区室的改变，研究还发现髓系细胞整体富集，其中非经典单核细胞在T-ALL诊断时显著过表达。这些细胞高表达FCGR3A（编码CD16）和CX3CR1，且在DNαβ T细胞高的T-ALL患者中丰度最高。

CXCL16在体外慢性活化中诱导DNαβ T细胞转录程序

细胞互作分析预测非经典单核细胞和DNαβ T细胞之间存在CXCL16-CXCR6相互作用。CXCR6在DNαβ T细胞中表达最高，而CXCL16及其蛋白酶ADAM10和ADAM17在非经典单核细胞中高表达。体外实验证实，CXCL16可促进慢性活化的CD8⁺ T细胞向CD8^low T细胞分化，并诱导DNαβ T细胞特征性转录程序。

抑制Rap1信号增强T-ALL的凋亡priming

恶性细胞的转录组分析发现，group 2 T-ALL患者中与成熟T细胞受体信号、T细胞活化、粘附和Rap1信号相关的基因高表达。抑制Rap1信号可诱导凋亡priming，并与navitoclax（BCL2/BCL-X_L抑制剂）产生协同效应，提示靶向Rap1信号可增强BCL2/BCL-X_L抑制剂的疗效。

白血病细胞中不同的转录程序与预后相关

研究人员构建了基于group 1和group 2差异表达基因的T-ALL基因评分。在独立验证队列中，group 2评分高的患者（约占T-ALL患者的20-35%）在MRD低的情况下表现出显著更差的总生存期和无事件生存期。这种特定的T-ALL亚型与LMO2/LYL1（不成熟胸腺细胞阶段）和TAL1/2（晚期皮质阶段）重排相关，而与TLX1/3重排互斥。

本研究通过整合单细胞多组学分析，首次系统描绘了儿童T-ALL的免疫微环境特征，鉴定出一个具有独特免疫组成的T-ALL亚型。该亚型以DNαβ T细胞和非经典单核细胞富集为特征，与白血病细胞Rap1信号通路激活相关，且在MRD低患者中预后不良。研究发现CXCL16-CXCR6轴在免疫细胞互作中的关键作用，并证实抑制Rap1信号可增强BCL2/BCL-X_L抑制剂的疗效。这些发现不仅深化了对儿童血液恶性肿瘤免疫微环境的理解，还为T-ALL的风险分层和靶向治疗策略开发提供了新的理论基础和潜在靶点。