单细胞蛋白质组学解析多发性骨髓瘤异质性及肿瘤免疫微环境动态演变

本研究通过高分辨率成像质谱技术(IMC)对22例多发性骨髓瘤(MM)患者骨髓样本进行单细胞蛋白质组分析，揭示了从癌前状态(MGUS/SMM)到晚期(NDMM/RRMM)的疾病进展过程中，CD45+ /CD138low 与CD45- /CD138high 浆细胞亚群的动态转变规律，同时发现肿瘤免疫微环境(TiME)中单核/巨噬细胞和淋巴群显著减少。该研究为MM早期诊断和靶向治疗提供了关键分子标志物。

　　

多发性骨髓瘤(MM)作为第二常见的血液系统恶性肿瘤，其发病率在过去三十年间激增126%，但治疗仍面临巨大挑战。这种起源于浆细胞(PC)的疾病，从意义未明的单克隆丙种球蛋白病(MGUS)、冒烟型多发性骨髓瘤(SMM)逐步进展为症状性MM，最终发展为复发难治性MM(RRMM)。尽管近年来治疗手段不断革新，MM仍无法治愈，这凸显了深入解析疾病异质性和肿瘤免疫微环境(TiME)动态变化的紧迫性。传统批量分析技术难以捕捉驱动疾病进展的关键稀有亚群，而单细胞研究为破解这一难题提供了新视角。

美国南加州大学等机构的研究团队在《Neoplasia》发表重要成果，采用29种金属标记抗体的成像质谱技术(IMC)，对22例患者骨髓穿刺样本进行高维蛋白质组分析。研究通过嵌套聚类算法解析了28.9万个细胞的表型特征，结合临床流式细胞术数据，系统描绘了MM演进过程中浆细胞亚群与免疫微环境的动态图谱。

关键技术方法
研究团队收集MD安德森癌症中心的19例MM患者(MGUS/SMM/NDMM/RRMM各4-5例)和3例前列腺癌对照的骨髓样本，使用Hyperion IMC系统分析每个样本中位数48.5个400μm²
区域。通过CellProfiler-ilastik-histCAT流程进行细胞分割，采用Seurat包进行CLR标准化和PCA降维，最终通过Leiden算法鉴定细胞亚群。

Plasma Cell Landscape in MM
研究发现10个浆细胞亚群，按CD45/CD138表达可分为三类：MGUS/SMM以CD45⁺
/CD138^low
亚群(Cluster 3/6)为主；NDMM/RRMM则富集CD45^-
/CD138^high
亚群(Cluster 0/1/2)。值得注意的是，Cluster 1(BCMA^high
/CD127⁺
)在NDMM/RRMM显著增加，而对照组特有的Cluster 5(CD66b⁺
/CD27⁺
)随疾病进展逐渐消失。差异表达分析发现MGUS特异性高表达CXCR3/CD294，SMM高表达PD-1，RRMM则特征性下调CD16/CD66b。

Immune landscape of multiple myeloma
TiME分析鉴定13个免疫亚群，其中单核/巨噬细胞(Cluster 4/6)和淋巴细胞(Cluster 8/10/12)在所有MM阶段均显著减少。NDMM特异性增加的Cluster 11(BCMA⁺
/CD138⁺
)可能包含恶性浆细胞。值得注意的是，MGUS/SMM阶段即出现TiME亚群间的强相关性，而晚期MM中这种关联消失，提示免疫编辑在早期疾病中的作用。

临床相关性
生存分析显示NDMM患者中PC Cluster 1/4/8和TiME Cluster 0/3/4等与总生存期显著相关。CD117表达与PC Cluster 3正相关，与Cluster 0负相关，揭示了微环境与肿瘤细胞的复杂互作。

这项研究首次通过单细胞蛋白质组学系统描绘了MM演进全程的细胞表型动态，揭示了CD45/CD138表达转换作为疾病进展的关键标志。发现PD-1^high
浆细胞亚群和TiME中单核细胞耗竭等特征，为免疫治疗靶点选择提供了新依据。研究建立的IMC检测方案可直接应用于临床样本，对实现MM早期干预和精准分型具有重要转化价值。特别值得注意的是，BCMA^high
亚群在晚期MM的富集，为当前BCMA靶向CAR-T疗法的作用机制提供了单细胞水平的解释。未来结合空间组学技术，将进一步揭示恶性浆细胞与微环境的拓扑关系，推动MM诊疗进入精准医学新时代。