恶性亚克隆的趋异演化维持T细胞癌症中诱导的侵袭性与固有耐药性之间的平衡

【字体: 时间:2025年10月07日 来源:Cancer Discovery 33.3

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  本研究发现皮肤T细胞淋巴瘤(CTCL)患者普遍存在多个遗传学迥异的恶性亚克隆,这些亚克隆虽表达相同的克隆性抗原受体(TCR),却展现出截然不同的表型与功能特性。研究通过单细胞多组学分析(scTCR+CITE-seq)揭示了亚克隆在组织归巢、代谢特征、细胞因子表达及对金黄色葡萄球菌(S. aureus)毒素和抗癌药物的反应性方面存在显著差异。值得注意的是,对S. aureus毒素反应敏感的亚克隆在去除刺激后对药物治疗的敏感性最高。这一发现表明,恶性亚克隆的趋异演化(Divergent Evolution)虽驱动了肿瘤的整体侵袭性和适应性,却也暴露了可被靶向治疗的固有脆弱性。研究为个体化治疗策略(如联合靶向疗法)提供了重要理论依据,对克服CTCL的治疗耐药问题具有重大意义。

  

共存恶性亚克隆在L-CTCL患者中具有不同的基因组、转录组和表面蛋白组特征

研究通过对23例白血病性皮肤T细胞淋巴瘤(L-CTCL)患者的外周血单核细胞(PBMC)进行单细胞T细胞受体和转录组与表位测序(scTCR+CITE-seq),发现超过80%的患者血液中存在多个具有不同拷贝数变异(CNA)谱的恶性T细胞亚克隆。这些亚克隆均表达相同的单克隆TCR,但通过单倍型感知的CNA推断(haplotype-aware CNA inference)可区分出主要和次要亚克隆。研究还通过匹配的皮肤活检样本验证了恶性细胞在皮肤和血液中的共存现象,并利用全外显子组测序(WES)和全基因组测序(WGS)进一步验证了亚克隆间存在的单核苷酸变异(SNV)和插入/缺失(indel)差异。

恶性亚克隆展现出组织特异性归巢特性、空间分布和细胞因子表达的差异

研究发现,不同恶性亚克隆在皮肤和淋巴组织归巢相关受体和整合素的表达上存在显著差异。通过比较匹配的血液和皮肤样本,发现某些亚克隆在皮肤中显著富集或缺失,且这种分布在不同病变部位(如红皮病和斑块)中保持一致。进一步将皮肤样本分离为真皮和表皮进行分析,发现某些亚克隆仅存在于表皮或真皮,表明它们对特定组织微环境具有偏好性。此外,亚克隆在细胞因子(如IFNG、IL2、IL4、IL10、IL13、IL21和IL22)的表达上也存在差异,且皮肤中的恶性细胞比血液中的细胞表达更多细胞因子。

共存恶性亚克隆在代谢和细胞间信号传导方面存在差异,包括细胞因子和TCR–NF-κB轴

研究发现,共存亚克隆在基线代谢和信号传导通路(包括TCR和细胞因子信号传导)上存在固有差异。通过细胞间相互作用分析,发现树突状细胞、成纤维细胞和内皮细胞是皮肤中恶性亚克隆的主要配体来源。具有较高相互作用潜能的亚克隆在皮肤中表现出更高的增殖活性(通过MKI67阳性细胞百分比衡量)。这些发现表明,恶性亚克隆在接收和处理微环境信号方面存在功能差异。

共存恶性亚克隆对金黄色葡萄球菌及其毒素的暴露反应性质不同

研究通过体外实验发现,不同恶性亚克隆对金黄色葡萄球菌培养上清液及其肠毒素(SE)的反应存在显著差异。某些亚克隆在SE暴露后表现出强烈的激活和增殖反应,而其他亚克隆则反应较弱。这种差异是通过TCR依赖性机制介导的,因为Src激酶抑制剂A-419259可完全抑制SE诱导的激活。通过scTCR+CITE-seq分析SE刺激后的转录组反应,将亚克隆分为四个不同的SE反应组,这些组在TCR诱导的表面标志物表达、激活诱导的表面标志物和增殖活性方面存在差异。

亚克隆在外部诱导的侵袭性方面的差异与其固有耐药性相关

研究发现,对SE反应敏感的亚克隆对多种抗癌药物(如伏立诺他、罗米地辛、依托泊苷、多柔比星和硼替佐米)也表现出更高的敏感性。然而,在SE存在的情况下,这些敏感亚克隆会表现出完全的药物耐药性。这种诱导的耐药性依赖于NF-κB信号通路,因为硼替佐米(一种NF-κB抑制剂)可避免SE诱导的耐药性。此外,其他外部炎症因子(如IL-2家族细胞因子和链球菌热原性外毒素C)也能诱导类似的亚克隆激活和耐药性。

讨论

本研究揭示了L-CTCL患者中存在多个功能迥异的恶性亚克隆,这些亚克隆通过趋异演化适应不同的微环境 niches,从而增强了整体肿瘤群体的适应性、侵袭性和耐药性。研究发现,对外部刺激(如细菌毒素和细胞因子)反应敏感的亚克隆在无刺激情况下对药物治疗高度敏感,但在刺激存在时可通过NF-κB等通路获得耐药性。这一发现为针对CTCL的个体化治疗提供了新思路,例如通过消除细菌感染和抑制炎症环境来暴露恶性亚克隆的脆弱性,并结合靶向药物实现更有效的治疗。
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