多组学解析多发性骨髓瘤中免疫与非免疫细胞特征、IFN-γ/IFN-α-B2M正反馈环路及靶向代谢治疗机制

这篇研究通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）、代谢组学（sc-metabolism）和批量转录组（bulk RNA-seq）技术，首次构建了包含113例样本的多发性骨髓瘤（MM）多组学图谱，揭示了骨髓瘤激活的造血干细胞（HSCs）和ISG15+B细胞等新型细胞亚群，发现效应记忆CD8+T细胞（Tem）和非经典单核细胞通过IFN-γ/IFN-α-B2M正反馈环路驱动疾病进展，并通过代谢重编程筛选出四种靶向抑制剂（包括协同组合CB-839+EGCG），为MM免疫治疗提供新靶点。

　　

多组学揭示多发性骨髓瘤的免疫特征与治疗靶点

1 引言

多发性骨髓瘤（MM）作为无法治愈的血液恶性肿瘤，其高度异质性和复发特性构成临床重大挑战。随着单细胞RNA测序（scRNA-seq）和单细胞代谢分析（sc-metabolism）技术的发展，研究者得以在单细胞层面解析肿瘤微环境（TME）的复杂互作网络。本研究整合113例样本（含健康对照和不同病程患者）的多组学数据，构建了迄今最大规模的MM单细胞图谱。

2 材料与方法

研究整合4个scRNA-seq数据集，通过R语言进行聚类分析和细胞通讯解析。代谢活性通过scMetabolism R量化，关键通路通过基因集富集分析（GSEA）和基因集变异分析（GSVA）鉴定。体外实验采用CCK-8检测、流式细胞术和Western blotting验证药物效果，临床队列检测了β-2微球蛋白（B2M）、铁蛋白等血清标志物。

3 结果

3.1 细胞亚群特征解析

• 造血干细胞（HSCs）：鉴定出4个亚群，其中H4（IGHG1+IGKC+）通过IL6/JAK/STAT3和干扰素信号促进血管生成，其丰度与患者生存负相关

• 内皮祖细胞（EPCs）：早期EPCs（E2）高表达髓系标志物（S100A8/9）和免疫检查点（PD-L1），在细胞通讯中处于枢纽地位

• B细胞：ISG15+记忆B细胞（B6）上调干扰素刺激基因（ISGs）和抗原呈递分子（B2M/TAP1），与不良预后显著相关

• 浆细胞：恶性浆细胞（MMCs）显示糖酵解和氧化磷酸化（OXPHOS）双重激活，CCND1+和MAF+亚群分别对应不同生存结局

3.2 干扰素信号环路

效应记忆CD8+T细胞（Tem）分泌IFN-γ，激活非经典单核细胞的IRF1转录因子，进而诱导IFN-α分泌。两者通过ISGF3（IRF9/STAT2）复合物上调B2M表达，后者与铁转运受体（TFRC）形成正反馈环路，持续激活JAK/STAT和MYC通路。临床队列证实MM患者血清IFN-γ、IL-6和B2M水平显著升高（P<0.05）。

3.3 代谢治疗策略

恶性浆细胞呈现独特的"瓦氏效应"：

• 糖酵解酶（LDHA、PKM）表达量较正常浆细胞提升3-5倍

• 谷氨酰胺代谢关键酶GLS1活性增加2.8倍

药物筛选显示：

• GLS1抑制剂CB-839与EGCG（表没食子儿茶素没食子酸酯）联用可协同抑制KM3细胞增殖（CI<1）

• 联合治疗组凋亡率提升4.3倍（P<0.01），Bax/Bcl-2比值显著升高

4 讨论

本研究首次揭示MM中IFN-γ/IFN-α-B2M正反馈环路：Tem来源的IFN-γ通过"IFNGR1→IRF1→IFNAR→ISGF3→B2M"级联反应，驱动肿瘤免疫逃逸。靶向代谢干预方面，CB-839+EGCG组合通过同时阻断谷氨酰胺酶（GLS1）和糖酵解限速酶（HK/PFK），诱导G2/M期阻滞和线粒体凋亡通路激活。

5 结论

该多组学图谱为MM提供了三大突破：

1）发现HSCs和ISG15+B细胞等新型致病亚群

2）阐明干扰素-B2M环路的核心调控机制

3）验证代谢联合治疗的协同效应

这些发现为开发针对MM微环境的精准治疗策略奠定基础。