《Cell Press Blue》：Multiple myeloma and therapy reshape the bone marrow niche to durably constrain immune reconstitution and vaccine responsiveness
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感染是多发性骨髓瘤（MM）非复发死亡的最常见原因，但持续性免疫功能障碍的基础因患者异质性和复杂的治疗方案（包括自体干细胞移植（ASCT））而难以阐明。研究人员对MM患者从诊断、诱导治疗、ASCT至恢复期进行了匹配骨髓与外周血的纵向多组学分析。研究发现，肿瘤施加
感染是多发性骨髓瘤（MM）非复发死亡的最常见原因，但持续性免疫功能障碍的基础因患者异质性和复杂的治疗方案（包括自体干细胞移植（ASCT））而难以阐明。研究人员对MM患者从诊断、诱导治疗、ASCT至恢复期进行了匹配骨髓与外周血的纵向多组学分析。研究发现，肿瘤施加了一种区室特异性免疫程序，其中骨髓表现出代谢和炎症变化，这些变化偏向造血并改变细胞毒性效应程序，而外周血中并未呈现相应变化。适应性免疫重建在ASCT后长达2年内仍受损。半数患者未能对高剂量无佐剂流感疫苗产生IgG应答，而脂质纳米颗粒（LNP）佐剂的COVID mRNA疫苗可克服这一缺陷，在所有患者中均诱发应答，支持在MM中采用佐剂流感疫苗策略。综上，这些发现阐明了骨髓瘤及其治疗如何从骨髓向外持久重塑免疫。
多发性骨髓瘤（MM）是一种骨髓驻留的浆细胞恶性肿瘤，临床表现复杂，包括高钙血症、肾功能不全、贫血和溶骨性骨破坏（CRAB）。尽管MM通常被视为慢性且基本不可治愈的疾病，现代治疗旨在实现深度缓解以预防器官损伤并延长生存期。对于适合移植的患者，标准诱导治疗联合免疫调节药物、蛋白酶体抑制剂和皮质类固醇，常加用抗CD38抗体以加深缓解。尽管结局有所改善，复发和临床显著性感染仍频繁发生。
感染是MM死亡的主要原因。感染风险不仅在诊断和治疗后升高，在诊断前数月即已升高，且可持续数年。然而，目前尚不清楚哪些免疫和造血异常在诊断时出现，这些异常如何通过诱导治疗和移植演变，以及哪些缺陷在免疫重建过程中无法恢复。研究MM的一个核心挑战是其区室化特性：骨髓既是疾病部位也是造血部位，但大多数免疫监测在外周血中进行。近期对长期存活者的单细胞分析提示，骨髓免疫改变可在一线治疗多年后持续存在，提示存在持久的免疫“瘢痕化”。这些改变在诱导治疗和移植期间何时出现，以及它们与同期血液变化的关系仍不清楚。
研究人员因此提出三个关键问题。第一，哪些肿瘤细胞状态在标准化疗后持续存在，转录状态是否提供细胞遗传学特征单独无法捕获的诱导后持续存在信息。第二，诊断时存在哪些免疫和造血异常，这些异常如何被诱导治疗和移植重塑，骨髓中的免疫恢复是否与血液中观察到的一致。第三，治疗后，持续异常是否反映特定谱系的持续丧失或重建细胞内持久的功能变化，这些缺陷是否有助于解释移植后疫苗应答受损。
为解决这些问题，研究人员对初诊MM（NDMM）患者进行了前瞻性纵向多组学分析，覆盖诊断及整个硼替佐米、来那度胺和地塞米松（VRd）诱导治疗、巩固治疗和自体干细胞移植（ASCT）过程。研究人员使用单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析匹配的骨髓和外周血，辅以流式细胞术以及血浆和骨髓间质液（BMIF）的蛋白质组学分析，并将这些检测与移植后疫苗应答相结合，以量化功能性免疫的恢复。综上所述，这些数据定义了治疗如何重塑免疫和造血区室，并指出改善移植后感染防护的疫苗接种策略。
**主要研究方法**
研究人员采用多组学系统免疫学方法，对17例适合移植的NDMM患者进行纵向配对骨髓和外周血采样，覆盖诊断（n=17）、诱导期（n=14）、移植后60天（PBMC）或90天（BMMC）（n=14）以及维持期1年（n=13）和2年（n=7）。主要技术包括：单细胞RNA测序（scRNA-seq，PBMC和BMMC共约660万细胞）、CITE-seq（BMMC表面蛋白检测）、光谱流式细胞术、Olink Explore蛋白质组学（血浆1,472种蛋白，BMIF 2,943种蛋白）、MSD多重血清学（流感及SARS-CoV-2 IgG检测），以及基于inferCNV的拷贝数变异推断和FGSEA通路富集分析。健康对照包括32例外周血供者和10例健康骨髓供者（其中1例新鲜骨髓用于BMIF）。疫苗评估涉及ASCT后两个流感季的高剂量无佐剂流感疫苗和COVID-19 mRNA脂质纳米颗粒疫苗。
**研究结果**
**1. 恶性浆细胞状态跨越细胞遗传学背景，诱导治疗后显示状态选择性持续**
研究人员整合17例MM患者和10例健康供者的BMMC scRNA-seq数据，鉴定出9个共享恶性浆细胞状态（NDMM_0-8）和3个患者特异性簇。VRd诱导后，NDMM_1、NDMM_4和NDMM_6及患者特异性簇NDMM_9-11基本消失，这些状态富集翻译激活、核糖体生物发生和蛋白稳态应激特征。相反，NDMM_0、NDMM_2、NDMM_5、NDMM_7和NDMM_8持续存在，其中NDMM_5虽在诊断时丰度低，但治疗后在所有患者中比例增加，富集APOBEC、CXCR4和MMSET/MAF特征。MYC相关通路与SUZ12 ENCODE特征呈负相关，提示不同染色质构型。
**2. 诊断时免疫重塑在骨髓和血液间存在差异**
骨髓中，MM患者相对健康对照显示细胞毒性群体（NK效应、CD8效应记忆）扩增，ISG+初始淋巴细胞和某些B细胞亚群增加，多种祖细胞和髓系谱系减少。外周血中，B细胞组成改变，IL-1B+ CD14单核细胞扩增，其他单核细胞和树突状细胞（DC）群体减少。BAFF转录（TNFSF13B）在骨髓髓系和祖细胞亚群中增加，TACI受体（TNFRSF13B）升高而BAFF受体（TNFRSF13C）降低。趋化因子特征显示骨髓扰动更强，CCR1和CCR5增加，CCL3广泛表达，而血浆细胞显示区室对比：骨髓恶性细胞CCL3高、CCL5低，血液浆细胞相反。
**3. 整合流式、单细胞和蛋白质组学图谱揭示治疗过程中的整体免疫重塑**
诱导结束时，多种髓系缺陷改善，但B细胞谱系耗竭更广，CD4和不典型T细胞群体下降。ASCT后重建呈极化模式，辅助性和中枢记忆群体持续缺陷，分化效应状态扩增。骨髓中，缺氧特征在PreTx时受抑并持续至ASCT1y，TNF-α信号经NF-κB在骨髓各亚群中持续减弱，而血液中这些特征在许多PBMC亚群中增加。IL-1B+单核细胞在血液中从PreTx持续扩增至ASCT2y。血浆蛋白质组学显示PreTx以B细胞和浆细胞生物学相关蛋白为主（FCRL5、TXNDC5、SLAMF7），EI时TCR/BCR适配器蛋白、NF-κB信号组件和BAFF增加。
**4. 治疗和移植重塑祖细胞组成、代谢和炎症通路特征**
祖细胞呈现三种组成模式：（1）早期造血干细胞和祖细胞（HSPC）、淋巴样启动多能祖细胞（LMPP）和共同淋巴样祖细胞（CLP）持续耗竭；（2）髓系和DC祖细胞在EI或ASCT90d短暂反弹后下降；（3）定向B谱系祖细胞在恢复期进行性扩增。祖细胞共享骨髓施加的转录状态：缺氧相关基因集和HIF1A ENCODE特征广泛抑制，TNF-α信号经NF-κB持续紊乱。AP-1/即早基因（IEG）程序在PreTx广泛降低，至ASCT1y显著恢复。
**5. 骨髓瘤、治疗和移植在骨髓和血液之间区室化细胞毒性T和NK重塑**
骨髓中效应状态持续富集，初始CD8 T细胞恢复不完全持续至ASCT2y。血液变化以移植后多种CD8效应记忆状态扩增为主，部分在ASCT2y正常化。骨髓细胞毒性亚群显示缺氧相关转录抑制和TNF-α信号经NF-κB减弱，而循环细胞毒性亚群在整个治疗期间持续表达两种特征。骨髓CD8效应记忆和组织驻留状态中IFNG、TNF和TGFB1相对健康对照降低，而PBMC更接近健康。骨髓细胞毒性细胞呈滞留相关特征（CCL5高、CCR7低、ITGAE高）。EOMES、TOX和TIGIT在骨髓中持续较高。EI至ASCT1y，骨髓细胞毒性CD8状态显示部分再激活，BMIF蛋白质组从髓系免疫调节特征转向T细胞激活和募集相关细胞因子。
**6. 骨髓瘤和治疗对B细胞的影响**
诊断时大多数外周血非恶性B细胞亚群频率轻度降低，VRd诱导进一步降低。移植后过渡B细胞在ASCT60d反弹至正常以上，初始B细胞在ASCT1y接近健康水平，但记忆亚群持续显著降低至ASCT2y。BAFF和APRIL蛋白在PreTx时低于健康对照，诱导和ASCT期间随B细胞耗竭而升高，ASCT1y后仍保持升高。Tfh细胞在诱导期间保持稳定，但清髓性预处理后深度耗竭，至ASCT2y几乎缺失。ASCT1y时，B细胞亚群保留免疫启动程序，富集TNF-α经NF-κB和干扰素应答通路，呈异常组成性激活状态，PLCG2表达降低可能贡献于记忆B细胞减少。
**7. SARS-CoV-2 mRNA疫苗接种引发强效应答，而ASCT后流感应答仍存在变异性**
半数患者（7/14）在至少一个流感季对高剂量流感疫苗产生多株应答，其余反应极小。总体IgG幅度低于年龄和性别匹配的健康供者。无应答者在第7天更少从IgM/IgD转换为IgG同种型。相比之下，所有患者在ASCT1y时对所有测试的刺突受体结合域产生IgG应答，四例患者有核衣壳反应性提示既往感染。mRNA脂质纳米颗粒疫苗的佐剂样固有刺激可能足以克服移植后免疫约束。
**讨论与结论**
本研究的主要结论包括：第一，治疗后的肿瘤细胞持续性与细胞遗传学单独无法完全捕获的恶性转录状态相关，提示对残留肿瘤状态的选择。NDMM_5状态在诊断时低丰度但治疗后富集，为理解微小残留病（MRD）提供了状态层面的参考。第二，免疫重塑呈区室化特征，骨髓和血液显示相反的炎症和代谢特征，血液监测可能无法反映疾病部位的免疫生物学。第三，持续性免疫功能障碍超越短暂血细胞减少，涉及造血输出受限、抗原呈递受损和体液记忆成熟障碍。
该研究的局限性包括队列规模适中、后期时间点存在随访流失、缺乏实际感染事件记录、以及维持治疗无法与疾病或治疗效应区分。转录特征而非直接功能测量，缺氧特征无法区分氧张力差异与转录沉默。未来需要前瞻性试验验证佐剂化流感疫苗策略在移植后MM患者中的效果。
研究结论支持以下模型：MM及其治疗建立了一种延长的微环境约束性免疫重建状态。治疗在细胞遗传学捕获范围之外选择共享恶性浆细胞状态，并留下骨髓和血液在炎症和代谢基线上的分歧，这种分歧持续于整个恢复期。谱系偏向的祖细胞动力学和重建免疫细胞中持续的转录异常表明，持续性功能障碍不能仅由耗竭解释，还反映受限的造血输出和骨髓免疫功能的缓慢正常化。移植后流感应答的变异性与SARS-CoV-2 mRNA疫苗的强效应答形成对比，提示疫苗平台可克服部分疾病和治疗相关免疫约束，指向佐剂化或mRNA-based流感策略作为改善MM感染相关发病率的实用干预措施。
