脑转移瘤中三级淋巴结构(TLS)的鉴定与特征分析:揭示免疫微环境异质性及临床预后意义

时间:2025年5月4日
来源:Acta Neuropathologica Communications

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本研究针对脑转移瘤(BrM)免疫微环境复杂性和治疗困境,通过转录组测序与空间免疫细胞分析,首次系统揭示了不同原发肿瘤来源BrM中三级淋巴结构(TLS)的分布特征及其与预后的关联。研究发现肺癌和黑色素瘤BrM具有更高TLS丰度,且TLS阳性患者生存期显著延长,为BrM免疫治疗策略开发提供了关键分子标志物和潜在干预靶点。

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脑转移瘤(BrM)是癌症患者最常见的颅内肿瘤,占中枢神经系统肿瘤的90%以上,其五年生存率不足3%。尽管免疫检查点抑制剂(ICI)在部分实体瘤中取得突破,但血脑屏障和免疫豁免特性使BrM成为"治疗黑洞"。更棘手的是,不同原发肿瘤(如肺癌、乳腺癌、黑色素瘤)来源的BrM表现出显著异质性,但驱动这种差异的免疫微环境特征尚不明确。德国癌症研究中心等机构的研究团队在《Acta Neuropathologica Communications》发表的研究,首次通过多组学方法揭示了三级淋巴结构(Tertiary Lymphoid Structures, TLS)在BrM中的关键作用。

研究团队采用RNA测序(RNA-seq)分析95例BrM患者的转录组,结合多重免疫荧光(mIF)空间成像技术,构建了首个BrM特异性TLS基因特征谱。队列涵盖肺癌(35例)、乳腺癌(29例)、黑色素瘤(24例)等主要BrM类型,所有样本均经神经病理学确诊并确保肿瘤细胞含量≥80%。关键技术包括:MCP-counter算法进行免疫细胞反卷积分析、32基因TLS特征评分系统、7色mIF面板(CD3/CD20/Lamp3等)定量免疫细胞空间分布,以及生存分析的Cox比例风险模型。

免疫细胞浸润的异质性特征
通过MCP-counter将BrM分为6个免疫亚型(IC1-IC6),肺癌和黑色素瘤BrM的免疫细胞浸润评分(ICI)显著高于乳腺癌(p<0.01)。IC2-IC6亚型富含T细胞、B细胞和髓系树突状细胞(mDC)——这些正是TLS的核心组分。

TLS转录特征的发现
整合12-趋化因子特征、B细胞标志物(CD19/MS4A1等)和生发中心标记(LAMP3)构建的32基因特征,将BrM分为TLS1(低表达)-TLS3(高表达)三组。值得注意的是,68%乳腺癌BrM归入TLS1,而12/35肺癌BrM(均为NSCLC)和7/24黑色素瘤BrM呈现强TLS3特征。TLS3组同时显示更高的细胞溶解活性评分(p=0.002),提示TLS可能增强细胞毒性T细胞功能。

空间免疫图谱验证
mIF在60例样本中确认了TLS的实体存在:CD20+B细胞与CD3+T细胞形成血管周围聚集(>500个细胞),含Lamp3+树突细胞时定义为"成熟TLS"。独立黑色素瘤队列(n=53)中42%存在TLS,与转录组数据高度吻合(κ=0.55)。

TLS的分子机制
TLS阳性BrM显著上调B细胞受体信号(CD79A/MS4A1)、淋巴毒素β(LTB)通路和免疫检查点分子(PD-1/CTLA-4)。基因富集分析显示免疫球蛋白合成(p=1.2×10-15)和T细胞活化(p=3.4×10-9)通路激活,而LTB-R信号可能通过诱导高内皮微静脉(HEV)参与TLS维持。

临床预后价值
在肺癌BrM中,TLS高评分患者中位生存期显著延长(p=0.0095),且该结论在外部验证队列(GSE159407)中复现(p=0.028)。值得注意的是,未接受过治疗的BrM更易检出TLS(OR=4.1, p=0.008),提示化疗可能破坏TLS结构。

这项研究首次系统描绘了BrM中TLS的分子-细胞-临床全景图谱,突破性地揭示:① TLS是影响BrM免疫微环境异质性的核心要素;② LTB等通路可能成为TLS调控靶点;③ TLS评分可作为肺癌BrM预后标志物。鉴于TLS在ICI响应中的已知作用,该发现为BrM免疫治疗分层提供了新依据。未来需在前瞻性队列中验证TLS指导的联合治疗策略,并探索血脑屏障穿透性LTB激动剂的开发价值。

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