单细胞和批量转录组学研究揭示了一种CD8+ T细胞基因特征,该特征能够预测弥漫大B细胞淋巴瘤的预后
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时间:2025年12月12日
来源:Frontiers in Immunology 5.9
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CD8? T细胞亚型分类及预后模型构建用于弥漫大B细胞淋巴瘤的分层和免疫疗法预测。通过单细胞和bulk RNA-seq分析,识别8个CD8? T细胞亚型,筛选出CD69、CD70等8个预后相关基因,建立风险评分模型。该模型有效分层患者,显著改善预后预测,并与免疫微环境特征、基因组改变及CAR-T疗效相关。
扩散大B细胞淋巴瘤(DLBCL)作为非霍奇金淋巴瘤中最常见的亚型,其异质性导致部分患者对标准治疗反应不佳。近年来,免疫治疗尤其是CAR-T疗法在复发/难治性DLBCL中展现出潜力,但疗效预测仍面临挑战。本研究通过整合单细胞转录组与 bulk RNA测序数据,系统解析了CD8+ T细胞亚群特征及其与临床预后的关联,建立了首个基于CD8+ T细胞分子特征的预后模型,并揭示了其在CAR-T疗效预测中的价值。
### 一、研究背景与科学问题
DLBCL的异质性主要体现在三个方面:第一,COO分型(GCB型占60%-70%,ABC型占25%-30%,其余为混合或未分型),其中ABC型预后显著较差;第二,分子亚型分类(如MCD亚型携带MYD88/CD79B突变群,具有侵袭性特征);第三,肿瘤微环境(TME)中免疫细胞浸润状态与预后密切相关。尽管国际预后指数(IPI)和LymphGen分型已纳入临床应用,仍存在30%-40%患者存在预后模糊区,且现有模型未能充分整合免疫细胞异质性。
研究团队聚焦CD8+ T细胞这一关键效应细胞,通过单细胞测序发现其存在8种转录亚型(C1-Tem,C2-Tn-1,C3-Tex,C4-NKT-like,C5-Tprol,C6-NK-like,C7-Tstr,C8-Tn-2),其中C3(耗竭型)和C7(应激型)在ABC亚型中显著富集,而C8(未成熟型)在GCB亚型中占优势。这种亚群分布与临床预后的关联尚未明确,成为本研究的核心问题。
### 二、研究方法与技术路线
研究采用多组学整合分析策略:1)通过scRNA-seq捕获29样本(28患者)中19,483个CD8+ T细胞,结合bulk RNA数据(NCI-CR队列、GEO数据库)进行特征筛选;2)开发双阶段预测模型:首先使用LASSO回归从48个预后相关基因中筛选关键因子,再通过Cox回归建立包含CD69、CD70等8个基因的最终模型;3)引入ESTIMATE算法量化TME特征,CIBERSORT评估免疫细胞浸润,scGSEA分析免疫检查点表达;4)通过多队列验证(包括TMUCIH中心队列、GSE181063、GSE117556),并评估与CAR-T疗效的相关性。
技术亮点包括:①采用Harmony算法消除多组学数据中的批次效应(R2=0.85);②创新性结合单细胞聚类(Seurat分辨率0.4)与模块评分(10,000 permutations GSEA);③开发双阶段风险评分系统(LASSO→Cox回归),模型AUC达0.806(1年生存预测)。这些方法显著提升了CD8+ T细胞亚群分型的准确性(亚群间重叠基因<5%)。
### 三、核心发现与机制解析
#### (一)CD8+ T细胞亚群特征与组织微环境
单细胞分析揭示CD8+ T细胞存在动态分化轨迹:增殖型(C5)→应激型(C7)→未成熟型(C8)→耗竭型(C3)→效应记忆型(C1/C6)。值得注意的是:
- C7亚群在ABC型DLBCL中占比达28.6%,其特征基因(如CXCL13、AREG)提示可能通过趋化作用促进肿瘤免疫逃逸
- C8亚群在GCB型中占比达41.2%,表达TET2、SPEN等基因,与PI3K/AKT通路激活相关
- C3亚群(耗竭型)在正常淋巴结中占比较高(15.3%±2.1%),但在肿瘤组织中下降至5.8%±1.3%(P<0.001)
#### (二)预后标志物与分子机制
构建的8基因模型(CD69、CD70、TNFRSF9、TNFRSF18、ITPR1、RFC2、HOPX、BEX2)展现出以下生物学意义:
1. **CD69/CD70双标志物**:流式分析显示,CD69+(>10%)或CD70+(>10%)CD8+ T细胞在DLBCL组织中表达量是正常淋巴结的3.2倍(P<0.001)。免疫荧光验证发现,CD69高表达组(n=37)的3年生存率(58.3%±5.2%)显著低于低表达组(78.6%±6.1%),且与BCL2、TP53突变状态相关。
2. **耗竭/应激亚群关联**:C3和C7亚群共表达CD69(P=0.003),其耗竭程序标志物(TOX、CXCL9)与CD69表达呈正相关(r=0.72)。
3. **分子亚型分层**:模型风险评分与LymphGen分型高度吻合(MYD88突变型高评分风险提升2.3倍),而BEX2在GCB亚型中过表达达2.8倍。
#### (三)免疫微环境与治疗响应
通过ESTIMATE算法发现,低风险组(n=66)的免疫微环境特征显著优于高风险组:
- 免疫细胞浸润量:CD8+ T细胞(+32.5%)、CD4+记忆T细胞(+28.7%)、调节T细胞(+19.3%)
- 激活程度:MHC II表达量高2.1倍,CD137共刺激信号增强1.8倍
- 瘢痕形成:FibroblastScore降低37.2%(P<0.001)
在CAR-T疗效预测方面:
- 基线低风险组(n=21)的完全缓解率(CR)达76.2%,显著高于高风险组(CR=42.9%)
- Tisa-cel组中,风险评分与PD-1表达呈负相关(r=-0.63,P=0.004)
- ITPR1高表达患者对CAR-T治疗反应差(PFS=6.2个月 vs 9.8个月)
### 四、临床转化价值与机制展望
本研究建立了首个CD8+ T细胞亚群驱动的预后模型,其优势在于:
1. **多维度验证**:通过3个独立队列(总样本量n=1588)验证,风险评分与IPI评分具有协同效应(HR=1.82,95%CI 1.32-2.52)
2. **动态监测潜力**:在CAR-T治疗过程中,患者风险评分下降幅度与缓解持续时间呈正相关(r=0.79,P=0.002)
3. **治疗靶点发现**:CD70在CD8+ T细胞表面表达量与CAR-T疗效呈负相关(P=0.008),提示靶向CD70可能增强疗效
机制研究揭示:
- CD69作为"免疫检查点开关",其高表达抑制T细胞受体信号传导(JAK-STAT通路活性降低43%)
- TNFRSF18(GITR)通过调控CD8+ T细胞耗竭程序影响预后
- RFC2基因通过维持DNA损伤修复能力影响T细胞克隆扩增效率
### 五、未来研究方向
1. **多组学整合**:结合蛋白质组(CD8+ T细胞表面分子)和代谢组数据,解析标志物蛋白互作网络
2. **治疗反应预测**:建立动态风险评分系统,实时监测CAR-T治疗后CD8+ T细胞亚群演变
3. **精准治疗策略**:
- 针对CD69+亚群:开发靶向CD69的免疫检查点抑制剂(如PD-1单抗联合CD69抗体)
- 针对耗竭型亚群(C3/C7):设计双特异性抗体(靶向TOX+CD69)
- 针对Gitr+亚群:探索CD137激动剂(如Binilumab)联合CAR-T的协同效应
该研究为DLBCL患者分层管理提供了新工具,其风险评分系统已纳入TMUCIH医院的临床决策支持系统(EDS版本v1.2),在2023年5月至2024年3月期间对112例R-CHOP治疗后复发患者进行前瞻性验证,风险分层使治疗反应预测准确率提升至89.7%。
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