《Journal of Experimental & Clinical Cancer Research》:Tertiary lymphoid structures in the era of cancer therapy
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本文系统综述了2025年第三届TLS研讨会的核心进展,揭示了TLS作为动态免疫枢纽,在结构、功能及细胞组成上的异质性,强调了其在预测免疫治疗效果中的关键作用。文中讨论了标准化病理检测、空间多组学技术(如Spatial VDJ)的应用,以及在胶质母细胞瘤、卵巢癌等挑战性肿瘤中TLS的形成调控机制,并指出肿瘤内在代谢(如GABA)等因素可抑制TLS功能。总体而言,该文为理解TLS在癌症预后与治疗中的广泛意义提供了前沿视角。
癌症中的“五彩斑斓”三级淋巴结构
在癌症免疫疗法时代,三级淋巴结构(Tertiary Lymphoid Structures, TLS)已成为一个关键的预后和治疗反应预测标志物。2025年第三届TLS研讨会汇集了该领域的顶尖研究成果,揭示了TLS并非千篇一律,而是在结构、细胞组成、功能状态和发育轨迹上呈现出高度的异质性。这种多样性由肿瘤特异性的趋化因子梯度塑造。例如,通过空间多组学分析发现,即使在组织学上看似相似的TLS,其内部的T细胞也可能具有截然不同的功能谱,从而独立于传统的免疫标志物(如PD-L1或CD8+T细胞状态)影响患者的临床结局。
迈向标准化的TLS病理学筛查
为了实现TLS临床应用的标准化,研究者开发了基于苏木精-伊红-藏红(HES)染色结合CD20/CD23免疫组化的病理学筛查算法,以可靠地识别含有CD23+滤泡树突状细胞(FDC)网络的生发中心(GC),从而定义成熟TLS(mTLS)。回顾性泛癌研究和前瞻性临床试验(如PEMBROSARC试验)均证实,mTLS的存在能够独立预测患者对免疫检查点抑制剂(Immune Checkpoint Inhibitors, ICI)的更好反应和生存获益。尽管该技术面临工作强度大、组织消耗多等挑战,但深度学习辅助评估的开发有望推动其大规模的临床应用。
胶质母细胞瘤中TLS形成与调控
在胶质母细胞瘤(Glioblastoma, GBM)中,TLS较为罕见,且其形态受解剖位置(如靠近脑膜或脑室)影响。研究显示,TLS的存在与肿瘤内更高的T细胞浸润和患者更长的生存期相关。实验模型证明,通过腺相关病毒(AAV)靶向血管递送细胞因子LIGHT可以诱导TLS形成,并促进T细胞依赖的抗肿瘤免疫。单细胞RNA测序(scRNA-seq)和空间转录组学分析表明,CCR7+CD4 T细胞的积累是GBM中TLS形成的起始步骤,随后淋巴组织组织者细胞的激活和B细胞的招募共同促进了TLS的发育。TLS在GBM中也具有异质性,包括T细胞富集型(T-TLS)、混合型(M-TLS)、B细胞富集型(B-TLS)和具有清晰分区的结构。
绘制肿瘤内的抗原受体图谱
理解驱动抗肿瘤反应的B细胞和T细胞克隆型及其特异性是TLS生物学的核心问题。新开发的空间转录组学方法“Spatial VDJ”能够捕获人体组织中的B细胞受体(BCR)和T细胞受体(TCR)序列。应用该方法对人类乳腺癌肿瘤的多区域分析显示,B细胞和T细胞克隆多样性存在差异,并可在同一患者的肿瘤内观察到克隆共享和向TLS及肿瘤区域的浸润。早期研究还从乳腺癌患者的B细胞受体序列中生产了重组抗体,发现它们大多与细胞内(自身)抗原结合,这支持了肿瘤浸润B细胞存在自身反应性的观点。这项技术为跨癌种和物种在TLS中进行空间分辨的抗原受体发现提供了可能。
空间转录组学揭示NSCLC免疫治疗应答的关键决定因素
在非小细胞肺癌(Non-Small Cell Lung Cancer, NSCLC)中,利用空间转录组学研究发现,经围手术期化疗-免疫检查点抑制剂联合治疗后,肿瘤消退区域内的TLS显著富集。这些TLS内主要包含活化的B细胞、记忆B细胞和浆细胞,它们是维持持续免疫激活的关键驱动因素。此外,研究还发现特定的免疫激活型癌症相关成纤维细胞(Cancer-Associated Fibroblasts, CAFs)亚型(如CAF2)的富集,提示肿瘤基质可能有助于维持免疫激活状态。初步数据显示,不同的CAF亚型(CAF1和CAF2)与TLS的空间邻近性存在差异,这表明CAF/TLS的通讯网络可能影响抗肿瘤免疫反应的强度和质量。
TLS与肿瘤实质中免疫治疗响应的空间组织
结合高维组学分析和离体技术的研究揭示了TLS在免疫治疗中的作用机制。对微分离的TLS和肿瘤区域进行TCRβ测序发现,这两个区域共享大量扩增的TCR克隆,表明TLS中的T细胞活性并非由独特的T细胞库驱动。空间转录组分析显示,TLS区域的T细胞偏向于早期功能障碍状态,而肿瘤床区域则富集终末耗竭和细胞毒性表型的细胞。利用患者来源的肿瘤片段离体培养技术进行抗PD-1治疗实验表明,TLS和肿瘤实质中的肿瘤特异性T细胞均可被重新激活,但TLS在细胞因子和趋化因子分泌方面表现出更高的强度和多样性。这些发现提示,TLS通过作为前体样细胞的储存库以补充抗肿瘤T细胞池,并在PD-1阻断后放大T细胞反应,从而促进治疗响应。
B细胞与TLS受免疫-肿瘤-基质相互作用的调控
在实体瘤中,B细胞是肿瘤微环境(Tumor Microenvironment, TME)和TLS的主要组成部分。研究表明,在卵巢癌患者中,肿瘤部位决定了TLS的形成和活性。研究人员开发了一个原位TLS特征,该特征在疾病的三个部位(卵巢、输卵管和大网膜)共享,并与改善的预后相关。研究还揭示了间充质干细胞(Mesenchymal Stem Cells, MSCs)对TLS形成的重要性:当癌症驯化的MSCs(CA-MSCs)存在于卵巢TME中时,会导致B细胞功能降低并阻碍MSCs向对TLS形成至关重要的FDC分化。此外,研究还定义了TLS的三种状态:淋巴细胞聚集(LA)、无生发中心的TLS和有生发中心的TLS。值得注意的是,即使在转移灶(如脑转移瘤)中,所有患者都会形成LA,但黑色素瘤脑转移患者的LA功能活跃且与更好的预后相关,而肺癌脑转移患者的LA功能活性较低且与预后改善无关。研究还发现,通过滤泡外(Extrafollicular, EF)途径分化的B细胞功能低于经GC教育的B细胞,这些B细胞被称为“耗竭”B细胞,它们在晚期疾病中积累,具有改变的归巢受体和多种抑制B细胞功能的B细胞特异性抑制性受体。
空间决定的TLS特征与肾癌免疫治疗耐药相关
虽然TLS通常与包括透明细胞肾细胞癌(ccRCC)在内的多种癌症对ICI的更好反应相关,但许多TLS阳性肿瘤仍对治疗耐药。整合性分析发现,在ICI无应答者(NR)的TLS阳性肿瘤中,四个GABA受体相关基因(GABBR1, GNAI1, ADCY2, APBA1)上调,定义了“GABA-high”ccRCC亚群,该亚群与更高的NR率和更短的无进展生存期相关。空间转录组和代谢谱分析表明,近曲小管样肿瘤细胞在NR肿瘤的未成熟TLS附近产生GABA,导致免疫激活受损、抗原呈递减少以及三羧酸(TCA)循环活性升高。体外实验证实,GABA能抑制人B细胞的抗体分泌。体内实验则显示,将抗PD-1治疗与GABA合成抑制剂(3-MPA)联用可增强抗肿瘤疗效。这些发现将GABA确定为一种新型的免疫抑制代谢物,驱动了TLS阳性ccRCC的ICI耐药,并突出了靶向GABA能轴以恢复TLS功能的治疗潜力。
结语
自上一次研讨会以来,成熟TLS对患者免疫治疗反应的积极影响已扩展到多种癌症类型。TLS不仅是补充肿瘤微环境的前体样T细胞的储存库,还能产生浆细胞迁移至肿瘤床并分泌与肿瘤细胞抗原结合的抗体。然而,并非所有携带瘤内TLS的患者都对免疫治疗有反应。高分辨率空间技术的爆发加深了我们对TLS状态多样性,以及肿瘤内异质性对TLS形成和功能影响的理解,突显了其邻近微环境对其功能性的重要影响。目前,利用空间VDJ技术正在解决TLS中激活的T细胞和B细胞免疫反应特异性的关键问题。已开发出能自发形成TLS的生理相关小鼠模型,有助于解决癌症中TLS形成的多步骤启动问题。诱导TLS新生的策略正在开发中,其与联合疗法的应用代表了癌症治疗的新途径。