揭秘白血病骨髓微环境免疫网络：为细胞治疗疗效差异 “解谜”

这篇研究通过分析 25 例复发白血病患者的 74 份骨髓样本的 348,905 个单细胞转录组等，发现急性髓系白血病（AML）中供者淋巴细胞输注（DLI）应答者体内，ZNF683Hi细胞毒性 T 细胞克隆性扩增并协调抗肿瘤免疫，为优化细胞治疗提供关键依据。

　　### 研究背景
免疫疗法改变了癌症治疗格局，但不同肿瘤类型和患者的治疗反应差异很大，在髓系恶性肿瘤中，常规免疫疗法效果有限。异基因造血干细胞移植（HSCT）是侵袭性髓系白血病患者的主要治疗方式和唯一治愈希望，其缓解维持依赖移植物抗白血病（GvL）效应。供者淋巴细胞输注（DLI）可恢复免疫控制，治疗 HSCT 后白血病复发，但细胞类型和作用机制不明，且 DLI 对慢性髓系白血病（CML）和急性髓系白血病（AML）的疗效差异显著。本研究旨在全面表征白血病骨髓微环境，揭示 AML 对过继细胞免疫治疗反应的机制。

研究方法

1. 样本采集与处理：收集 25 例复发白血病患者（16 例 AML、9 例 CML）的 74 份纵向骨髓样本、7 份 DLI 产品样本等，进行单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）、单细胞 T 细胞受体测序（scTCR-seq）和单细胞转录组与表位细胞索引测序（scCITE-seq）。同时，对部分样本进行基于蛋白质和转录组的空间分析，包括编码索引共检测（CODEX）和靶向空间转录组分析。
2. 数据分析方法：运用多种生物信息学方法，如数据聚类、注释，使用 Decipher 重建和比对细胞轨迹，应用动态单细胞转录组细胞间相互作用分析（DIISCO）推断细胞间动态相互作用，利用 CellPhoneDB 和 CellChat 识别受体 - 配体对。

研究结果

1. 髓系白血病骨髓微环境差异：构建 451,453 个单核细胞的综合图谱，鉴定出 53 个不同细胞簇。Decipher 分析显示，CML 和 AML 有不同的白血病进化轨迹，且构建的细胞状态图谱揭示了疾病特异性表型轨迹和免疫细胞群体。
2. AML 应答者中细胞相互作用级联：AML 应答者中，CD8⁺ZNF683^Hi细胞毒性 T 淋巴细胞（CTL）、CD8 T_EM细胞和细胞毒性 NK 细胞簇在 DLI 后扩增，通过 DIISCO 分析发现这些细胞围绕 CD8⁺ZNF683^Hi CTL 形成协调的免疫网络，促进 GvL 效应。而 AML 无应答者中，T 细胞与其他免疫细胞缺乏激活相互作用。
3. AML 应答者和无应答者空间关系差异：CODEX 分析显示，AML 应答者骨髓微环境中 T_EMRA细胞扩增，免疫细胞网络更具多样性，T 细胞表型从抑制向效应转变；无应答者则表现为免疫细胞网络多样性低，T 细胞高表达抑制性标记 TIGIT。靶向空间转录组分析进一步证实了应答者中免疫细胞的更高多样性和 CD8⁺ T_EMRA细胞局部邻域的差异。
4. AML 应答者和无应答者 T 细胞表型差异：Decipher 分析表明，AML 应答者的 T 细胞倾向于效应状态，无应答者的 T 细胞倾向于终末分化且高表达共抑制分子。CD8⁺ZNF683^Hi CTL 与其他 T 细胞群相比，具有独特的特征，且在 HSCT 后环境中更丰富。
5. CD8⁺ZNF683^Hi CTL 的功能与来源：体外共培养实验证明，AML 应答者的 CD8⁺ T_EMRA CTL 在与患者匹配的白血病细胞共培养后更具激活和细胞毒性。scTCR-seq 分析显示，AML 应答者中 CD8⁺ZNF683^Hi CTL 主要源于 DLI 产品，且在应答者骨髓微环境中克隆性扩增，而无应答者中则无此现象。

研究结论

本研究通过多组学分析，揭示了 AML 患者对 DLI 治疗反应差异的机制。AML 应答者骨髓微环境中存在高度协调的免疫细胞网络，以 CD8⁺ZNF683^Hi CTL 为核心，促进 GvL 效应；无应答者骨髓微环境则抑制免疫细胞功能。这一发现为理解有效抗白血病免疫反应的特征提供了依据，也为优化细胞治疗策略提供了新的方向，如针对 TIGIT 靶点的治疗以及基于 CD8⁺ZNF683^Hi CTL 的细胞治疗工程。