单细胞蛋白质组学揭示了蕈样肉芽肿中病变特异性异常T细胞及其免疫学特征

时间:2026年3月13日
来源:Journal of Investigative Dermatology

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皮肤T细胞淋巴瘤(MF)不同病变阶段的免疫特征及预后关联研究。通过质谱流式细胞术和单细胞RNA测序分析,发现肿瘤病变富含PD-1+/PD-L1+异常T细胞及调节性T细胞、记忆B细胞等免疫细胞亚群,且与疾病进展和生存期显著相关。

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尼科西亚大学医学院基础与临床科学系,雅典UNIC,希腊雅典167 77

摘要

蕈样肉芽肿(MF)是一种皮肤T细胞淋巴瘤,其特征是异常CD4+ T细胞的克隆增殖以及不断演变的肿瘤微环境(TME)。不同病变阶段的免疫异质性及其在疾病严重程度中的作用尚未得到充分研究。我们利用质谱流式细胞术(mass cytometry)分析了MF皮肤病变中的特异性异常T细胞和免疫细胞,并通过公共单细胞RNA测序(single-cell RNA-seq)数据进行了交叉验证,评估了它们与临床结果之间的关联。在肿瘤病变中富集了表达高水平PD-1、PD-L1和OX-40的异常CD4+CD7-CD26-CCR4hi T细胞,而在皮肤斑块中则未检测到这些细胞。异常PD-L1+T细胞表现出中枢/效应记忆(CM/EM)表型,而异常PD-1+T细胞则表现出终末效应表型。TME分析显示,肿瘤中PD-L1+IgD-记忆B细胞、PD-L1+调节性T细胞、PD-L1+NCR-ILC3细胞和PD-L1+CD4+/CD8+ T细胞的频率增加。皮肤斑块中缺乏先天淋巴细胞、记忆B细胞和幼稚/CM CD8+ T细胞。大细胞转化与幼稚B细胞、PD-1+单核细胞和PD-1+CD8+ CM/EM T细胞的频率升高相关。PD-L1+记忆B细胞、PD-L1+树突状细胞(DC)和PD-L1+幼稚CD4+ T细胞的高频率与较短的无进展生存期相关,而正常的PD-1+过渡性单核细胞水平则与较长的总生存期相关。病变特异性异常T细胞和TME重塑可能驱动MF的病情进展,并为未来的免疫治疗提供依据。

引言

蕈样肉芽肿(MF)是最常见的皮肤T细胞淋巴瘤(CTCL)亚型,早期通常预后良好,表现为局限于表皮的斑块和薄斑(Willemze等人,2019年)。然而,大约三分之一的患者会发展为更厚的斑块或肿瘤,伴有恶性及非恶性细胞的深层真皮浸润,这显著降低了生存率(Quaglino等人,2023年)。尽管存在这些临床差异,但早期与晚期阶段、特别是斑块与肿瘤之间的区分在组织病理学上仍然具有挑战性,因为仅凭浸润深度难以进行有效区分(Kersten等人,2025年)。
在CTCL中,随着疾病进展,恶性T细胞逐渐呈现Th2偏倚的表型(Li等人,2024年)。在MF中,这些恶性细胞常丢失正常的T细胞抗原如CD7和CD26(Lyapichev等人,2021年),并过度表达CCR4(Shono等人,2019年;Sugaya等人,2015年),CCR4是一种促进皮肤归巢的受体,现已成为明确的治疗靶点。基因组研究表明,某些基因突变与疾病进展有关(Fléchon等人,2024年),而单克隆TCR重排,尤其是TCR-β,仍是早期MF的重要诊断标志物(Schachter等人,2020年)。虽然针对CD30和CCR4的抗体改善了MF和塞扎里综合征(Sezary Syndrome,SS)患者的无进展生存期(PFS)(Kim等人,2018年),CCR4阻断也提高了SS患者的总生存期(OS)(Bozonnat等人,2024年),但目前仍无治愈晚期MF的方法。
肿瘤微环境(TME)在MF的发病机制和免疫逃逸中起核心作用(Dobos等人,2023年),包括M2巨噬细胞(Johanny等人,2022年)、肥大细胞(Terhorst-Molawi等人,2022年)、中性粒细胞(Abreu等人,2021年;Cirée等人,2004年)、树突状细胞(DC)(Schwingshackl等人,2012年)、自然杀伤(NK)细胞(Sako等人,2014年)和基质细胞(Kwantwi等人,2024年;Liu等人,2021年)等细胞类型。早期病变中CD4+细胞和DC的浸润较为多样(Guo等人,2022年),而肿瘤则逐渐包含B细胞、成纤维细胞和内皮细胞,这些细胞在Th2辅助型(Th2)环境中支持肿瘤生长、免疫逃逸和血管生成(Gaydosik等人,2023年;Li等人,2024年;Nielsen等人,2021年;Pedersen等人,2013年;Sakamoto等人,2018年)。
免疫检查点,如程序性细胞死亡蛋白1(PD-1)、程序性死亡配体1(PD-L1)和OX-40,在MF的发病机制中起作用,在恶性和非恶性免疫细胞中均上调。PD-1与T细胞耗竭相关,并已在MF病变中观察到(Di Raimondo等人,2022年),而PD-L1表达在巨噬细胞上与晚期疾病和较低的OS相关(Di Raimondo等人,2022年)。抗PD-L1治疗如阿特珠单抗(Atezolizumab)在难治性或复发性MF中显示出中等疗效(Stadler等人,2025年)。OX-40的表达可能具有双重作用,既能增强抗肿瘤免疫反应,也可能促进恶性T细胞的存活和增殖。
为了更好地理解MF如何从斑块发展为斑块和肿瘤,我们结合了高维质谱流式细胞术和公共可用的单细胞RNA测序(scRNA-seq)数据,绘制了MF病变中异常和免疫细胞表型的详细图谱。我们的方法使我们能够识别哪些异常和免疫细胞群体在扩展,以及检查点分子从早期到晚期病变的变化。通过直接比较斑块、斑块和肿瘤,我们揭示了传统组织学方法无法发现的病变特异性免疫组织和异常T细胞分化模式。本研究的总体目标是以系统和数据驱动的方式定义区分每个MF病变的细胞特征,为解释异常T细胞表型并提供未来靶向治疗的指导框架。

部分摘录

质谱流式细胞术揭示了MF中的病变特异性异常CD4+CCR4hi T细胞

鉴于MF中异常T细胞的表型标准尚未达成共识,我们评估了多种常见表面标志物的组合。鉴定出8种异常T细胞表型(见补充表S8),但这些表型的频率在斑块、斑块和肿瘤病变之间没有差异。高维质谱流式细胞术显示,一种表达高水平CCR4的CD3+CD4+CD8-CD26- T细胞亚群(异常CD4+CCR4hi T细胞)在MF中具有病变特异性。

讨论

在本研究中,我们将质谱流式细胞术与公共可用的单细胞RNA测序数据相结合,将MF的严重程度定义为异常T细胞演化和TME重塑的协调过程。通过结合斑块、斑块和肿瘤病变中的免疫表型分析和转录状态,我们确定了一种共同的恶性疾病发展轨迹,这种轨迹伴随着随后的基质激活和免疫抑制。据我们所知,这一多模态框架首次提供了直接证据,表明每个...

方法

2010年至2022年间,我们从23名CD4+ T细胞MF患者处收集了30个皮肤病变样本,这些患者均就诊于阿提孔大学医院的国家卓越中心,并根据ISCL/EORTC标准进行了诊断(Latzka等人,2023年)。他们的人口统计信息见补充表S1和S2。从活检样本中分离出的单细胞通过36种抗体的质谱流式细胞术进行分析,同时使用公共可用的数据集进行了单细胞RNA测序(scRNA-seq)(GEO: GSE266862

作者贡献:

概念构思: EV, CP, EP;数据管理: EV, MP, MKy, MKo, KL;正式分析: EV, MP, MKy, LM;资金获取: EP;研究: EP;方法学: EV, MP, FK, AP, LM;项目管理: EV, MP, FK;资源: EV, MP, MKo, KL, VP, EP;软件: MP;监督: CP, EP;验证: EV, MP;可视化: EV, MP, MKy;初稿撰写: EV, MP, FK, EP;审稿与编辑: EV, CP, EP
人工智能/大语言模型声明:本手稿的撰写未使用任何人工智能或大语言模型工具

未引用的参考文献

Ronen等人,2023年。

致谢

我们衷心感谢所有参与我们研究的患者。

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