多模态空间分析揭示预后炎症微环境中不同的髓系定义的ENKTL亚组及肿瘤-髓系协同作用

《Leukemia》：Multimodal spatial profiling reveals distinct myeloid-defined ENKTL subgroups and tumor-myeloid cooperativity within prognostic inflammatory niche

　　

结外NK/T细胞淋巴瘤（ENKTL）是一种与EB病毒（EBV）相关的侵袭性恶性肿瘤，具有异质性肿瘤微环境，但巨噬细胞异质性及肿瘤-巨噬细胞串扰仍鲜有阐述。在此，研究人员整合空间转录组学与蛋白质组学分析以及ENKTL样本的单细胞空间分子成像，识别出由不同巨噬细胞程序定义的两个亚组。亚组1富集呈现IFN-α/γ反应及免疫调节分子（包括IDO1和CD274）的炎性巨噬细胞，而亚组2则表现为免疫静止且巨噬细胞稀疏，其巨噬细胞区室偏向具有清除功能的STAB1巨噬细胞。值得注意的是，一个NF-κB活化且与EBV相关的肿瘤亚群在亚组1中特异性富集，该亚群同时呈现免疫刺激与免疫调节特征，与共富集的髓系状态平行，并在多个数据集中显示出与这些髓系状态可重复的样本水平关联。空间邻域分析进一步描绘了一个炎症微环境（niche），其中NF-κB肿瘤细胞与这些炎性巨噬细胞物理共定位，伴随增强的肿瘤-髓系及髓系-髓系信号传导，提示肿瘤相关髓系募集随后由CCL和IL1介导的髓系自我强化过程。重要的是，该微环境丰度较高与独立队列中更好的生存相关，揭示了具有预后意义的对比性空间肿瘤-免疫结构。总之，该研究为理解ENKTL生物学和指导免疫治疗策略提供了一个空间解析框架。

论文解读：多模态空间分析揭示ENKTL炎症微环境中髓系亚群及肿瘤-髓系协同作用

结外NK/T细胞淋巴瘤（ENKTL）是一种罕见的、与EB病毒（EBV）相关的侵袭性恶性肿瘤，具有显著的组织病理学异质性和不良预后。EBV通过表达潜伏基因（如LMP1）调节肿瘤免疫微环境（TME），可能影响疾病生物学和结局。尽管基于门冬酰胺酶的方案改善了患者预后，但复发/难治（R/R）患者对常规治疗高度耐药，中位总生存仅约6个月，亟需更有效的治疗策略。免疫治疗的进展带来希望，而TME被认为是调控ENKTL发病和治疗反应的关键因素，但其具体细胞和分子机制尚不明确。既往单细胞RNA测序（scRNA-seq）研究揭示了EBV阳性恶性NK细胞特别是CXCL13⁺/LMP1⁺亚群可重塑免疫抑制微环境，但对空间结构的理解仍有限。肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）在T/NK细胞淋巴瘤中发挥重要免疫抑制作用，但其功能多样性、与肿瘤细胞的空间协调及临床影响未知。因此，该研究旨在通过多模态空间分析，系统解析ENKTL微环境中的巨噬细胞异质性及肿瘤-髓系相互作用。该研究发表于《Leukemia》。

研究人员利用GeoMx数字空间剖绘（DSP）对来自新加坡国立大学医院病理科的福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）组织芯片（TMA）样本进行蛋白质组（n=58）和全转录组（WTA，n=37）分析，并用CosMx空间分子成像（SMI）对其中20例样本进行单细胞空间转录组分析。通过多重免疫荧光（mIF）验证关键蛋白表达。计算分析包括主成分分析、k-means聚类、limma差异表达、基因集富集分析（GSEA）、Squidpy空间邻域分析和CellChat细胞通讯分析。此外，在独立队列（Xiong队列n=127，NCCS队列n=36）中，采用CIBERSORTx对炎症微环境（niche）丰度进行解卷积，并与生存数据关联。

研究结果包括以下方面：

**（1）空间转录组学鉴定两个功能不同的巨噬细胞程序**
通过DSP对CD68⁺巨噬细胞富集区域进行无监督聚类，将ENKTL样本分为两个亚组。亚组1富集髓系激活和干扰素反应相关基因（S100A8/A9、CCL2/8、IFIT3/IFITM3），亚组2则高表达SLC40A1和SELENOP，提示铁和硒代谢相关程序。GSEA显示亚组1与TNFα/NF-κB信号、干扰素-α/γ反应等炎症通路相关，亚组2则富集细胞周期/增殖通路。匹配的CD3⁺肿瘤区室分析显示，亚组1肿瘤高表达免疫检查点基因CD274，亚组2则富集KLRB1和ZFP36L2。

**（2）蛋白质组学确认免疫激活和免疫静止的ENKTL亚组**
DSP蛋白分析显示，亚组1的CD68⁺区室中CD40、STING、VISTA、IDO1和PD-L1表达较高；mIF验证亚组1中CD68⁺、IDO1⁺和STING⁺细胞比例显著升高。在CD3⁺肿瘤区室中，亚组1高表达PD-L1、TIM3（HAVCR2）、OX40L（TNFSF4）、CD137（TNFRSF9）、HLA-DR和GZMB，提示肿瘤区室同时具有免疫抑制和免疫刺激特征。

**（3）单细胞空间分析细化亚组相关的炎性和免疫调节单核/巨噬细胞亚群**
CosMx数据将髓系区室分为五个单核/巨噬细胞亚群（APOE_C1q_Mac、STAB1_Mac、Monocyte、IL1B_Mac、MT_Mac）及树突状细胞群。亚组1中所有髓系亚群绝对丰度均较高，尤其炎性亚群（单核细胞、IL1B_Mac、MT_Mac）；亚组2则相对偏向STAB1_Mac。炎性亚群高表达趋化因子（CCL2/8、CXCL9/10/11）、干扰素反应和免疫调节分子（CD274、IDO1），而STAB1_Mac和APOE_C1q_Mac富集清道夫受体和脂质处理程序。

**（4）协调的肿瘤和髓系细胞亚群定义ENKTL中的炎性肿瘤-髓系模块**
肿瘤细胞分为四个状态，其中NF-κB_tumor表达CXCL13、IFNG和NFKB2，并富集MHC-II分子、免疫检查点（CD274、ENTPD1、HAVCR2、CTLA4）和共刺激分子，且与EBV编码的LMP1表达相关。NF-κB_tumor在亚组1中显著富集。样本水平相关分析显示，NF-κB_tumor与单核细胞、IL1B_Mac、MT_Mac聚集成协调模块。独立队列中，LMP1表达与NF-κB_tumor特征显著正相关，NF-κB_tumor特征亦与IL1B_Mac和单核细胞特征正相关，验证了该肿瘤-髓系模块的可重复性。

**（5）空间结构图谱将肿瘤-髓系模块解析为炎性生态位**
邻域分析识别出六个跨患者保守的空间生态位，其中炎症生态位富含NF-κB_tumor、单核细胞、IL1B_Mac和MT_Mac。亚组1中炎症生态位和LAM生态位丰度更高。距离分析显示IL1B_Mac和MT_Mac在NF-κB_tumor细胞周围短距离内富集。细胞通讯分析显示，亚组1中NF-κB_tumor与炎性髓系之间的CSF、CCL和IL1信号增强，且髓系-髓系通讯也增强，提示存在髓系自我强化环；同时观察到针对T细胞的PD-L1/PD-L2-PD-1、PVR/NECTIN2-TIGIT和LGALS9-HAVCR2抑制性信号增强。

**（6）炎性生态位丰度与ENKTL良好临床结局相关**
亚组2与国际预后指数（IPI）较高相关。在Xiong和NCCS两个独立队列中，通过解卷积估计的炎症生态位丰度较高与更好的总生存期（OS）和无进展生存期（PFS）显著相关。

讨论部分指出，该研究将巨噬细胞异质性确立为ENKTL微环境分层的主要轴。亚组1代表一种“热”TME，炎症生态位中肿瘤与髓系细胞共定位，并伴有免疫调节特征，提示此类患者可能获益于PD-1/PD-L1或IDO1阻断治疗。亚组2则免疫静止，STAB1_Mac可能通过清道夫受体和代谢重编程支持肿瘤，抗CLEVER-1（STAB1）治疗可能重塑该免疫抑制状态。EBV相关LMP1表达可能驱动NF-κB肿瘤细胞介导的髓系募集和活化。该研究也存在局限性，包括回顾性设计、EBV转录本未直接检测、以及空间共定位和计算推断不能证明因果关系等。

研究结论：该研究提供了单细胞水平空间解析的ENKTL生物学框架，描绘了驱动肿瘤发生发展的细胞生态系统，为生物标志物开发和靶向免疫治疗策略提供了新见解。