Cell | 南模助力揭示補(bǔ)體調(diào)控腫瘤B細(xì)胞雙向作用的機(jī)制

B細(xì)胞是腫瘤微環(huán)境中重要的免疫細(xì)胞。既往包括我國學(xué)者的多個重要研究都證明B細(xì)胞對腫瘤發(fā)生發(fā)展有重要的促進(jìn)作用【1-4】。但近期越來越多證據(jù)表明B細(xì)胞對抗腫瘤免疫產(chǎn)生起到關(guān)鍵的促進(jìn)作用。例如，今年3篇Nature文章同時報道在大型臨床隊列研究樣本中，B細(xì)胞浸潤和免疫治療的效果呈正相關(guān)。因此，目前困擾該領(lǐng)域的重要問題是：什么樣的B細(xì)胞促進(jìn)抗腫瘤免疫？什么因素決定B細(xì)胞起到促癌還是抑癌的雙向作用？



2020年3月5日，中山大學(xué)蘇士成團(tuán)隊在Cell雜志上發(fā)表了題為Complement Signals Determine Opposite Effects of B Cells in Chemotherapy-Induced Immunity的研究論文。通過新輔助化療前后配對臨床樣本的單細(xì)胞測序和B細(xì)胞特異敲除模型，發(fā)現(xiàn)化療后三級淋巴樣結(jié)構(gòu)中一群ICOSL+?B細(xì)胞對抗腫瘤免疫產(chǎn)生起到關(guān)鍵作用。補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白CD55調(diào)控了該群細(xì)胞產(chǎn)生，進(jìn)而決定腫瘤B細(xì)胞起到免疫促進(jìn)還是免疫抑制的作用。
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南模生物為該研究提供了 CR2-flox?和 ICOSL-flox?小鼠模型。


單細(xì)胞測序?qū)Ρ韧徊∪嘶熐昂驜細(xì)胞圖譜變化

新輔助治療又叫術(shù)前治療，是腫瘤切除之前便開始化療、內(nèi)分泌、單克隆抗體等全身治療，有縮小腫瘤有利手術(shù)、判斷藥敏及時換藥、評估預(yù)后等優(yōu)勢。中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院是國內(nèi)最早開展乳腺癌新輔助治療的中心之一。在長期的臨床觀察中，該團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)這樣治療策略除了為患者帶來臨床獲益外，還能通過對比治療前的確診穿刺標(biāo)本，和治療后的手術(shù)切除標(biāo)本，在同一個病人的維度上動態(tài)觀察治療前后腫瘤免疫微環(huán)境發(fā)生的真實變化【5-7】。

在該研究中，作者分別收集了乳腺癌患者接受新輔助化療前后的腫瘤組織，從4例配對的化療前后臨床標(biāo)本中，分別分離出總共998和1499個腫瘤浸潤B細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞測序（圖 1）。進(jìn)一步通過流式分析在另外的79對標(biāo)本中進(jìn)行驗證。發(fā)現(xiàn)在化療前腫瘤浸潤B細(xì)胞以IL-10+的細(xì)胞為主，化療后治療效果好的病人IL-10+腫瘤浸潤B細(xì)胞明顯減少，取而代之的是一群以ICOSL+CR2highIL-10-CD20+CD38+CD27+IgA-IgD-為特征的B細(xì)胞亞群。以上結(jié)果提示治療效果好的患者化療后的腫瘤浸潤B細(xì)胞發(fā)生了表型轉(zhuǎn)換。
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圖1 化療前后配對臨床標(biāo)本的B細(xì)胞圖譜

全視野數(shù)字化切片掃描自動化分析揭示B細(xì)胞亞群在三級淋巴樣結(jié)構(gòu)中分布

以往組織研究中，常用實驗人員手動拍攝數(shù)個視野的手段，來分析組織標(biāo)記物的表達(dá)情況。但是，這種方法容易遺漏部分組織導(dǎo)致統(tǒng)計誤差，而且會帶來人為操作造成的偏倚。在該研究中，作者應(yīng)用了全視野數(shù)字化切片掃描系統(tǒng)和自動化分析軟件，發(fā)現(xiàn)在接受過新輔助化療的患者中，腫瘤浸潤ICOSL+B細(xì)胞的數(shù)目與化療反應(yīng)性正相關(guān)（圖 2）。更重要的是，浸潤ICOSL+B細(xì)胞的數(shù)目和患者的長期生存時間呈正相關(guān)。這個相關(guān)性與三陰性乳腺癌關(guān)系特別密切，而三陰性乳腺癌是對新輔助化療和免疫節(jié)點抑制劑治療最敏感的乳腺癌亞型。有趣的是，作者通過區(qū)域亞組織分析發(fā)現(xiàn)，這群ICOSL+B細(xì)胞比起ICOSL-B細(xì)胞更傾向于定位在化療后形成的三級淋巴樣結(jié)構(gòu)中，并且與T細(xì)胞直接接觸。以上結(jié)果提示該群B細(xì)胞在區(qū)域組織形成的特異性免疫反應(yīng)中起到重要作用，而且為判斷化療誘導(dǎo)的抗腫瘤免疫及患者的療效預(yù)后提供有應(yīng)用前景的標(biāo)志物。
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圖2 全片掃描自動化分析B細(xì)胞亞群臨床意義

B細(xì)胞條件基因修飾小鼠揭示靶向治療意義

既往研究發(fā)現(xiàn)腫瘤中LCOSL主要由髓系細(xì)胞表達(dá)，另一方面濾泡樹突狀細(xì)胞也表達(dá)CR2，如何特異檢測ICOSL和CR2在B細(xì)胞的作用呢？因此，作者構(gòu)建了ICOSL-flox?和CR2-flox 小鼠，通過與CD19-Cre工具鼠雜交，特異敲除B細(xì)胞的ICOSL和CR2。利用該模型，作者發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞在化療藥處理后，表面外翻的磷脂酰絲氨酸（Phosphatidylserine， PS）能夠引發(fā)補(bǔ)體C3活化進(jìn)而通過CR2激活B細(xì)胞，使得B細(xì)胞表達(dá)ICOSL，誘導(dǎo)CD4+和CD8+?T細(xì)胞分別向輔助T細(xì)胞（Th1）及細(xì)胞毒性T細(xì)胞（CTL）分化，從而促進(jìn)抗腫瘤免疫。

最后，作者發(fā)現(xiàn)并非所有的乳腺癌細(xì)胞系都能夠在體外共培養(yǎng)體系中誘導(dǎo)ICOSL+B細(xì)胞產(chǎn)生，通過分析細(xì)胞系數(shù)據(jù)庫，篩選發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象與細(xì)胞系表達(dá)CD55的高低相關(guān)。CD55是一種表達(dá)于細(xì)胞膜上的補(bǔ)體抑制蛋白，能夠通過滅活C3轉(zhuǎn)化酶抑制補(bǔ)體C3活性片段的產(chǎn)生。在乳腺癌患者中，腫瘤組織CD55的表達(dá)量與ICOSL+B細(xì)胞的數(shù)目呈負(fù)相關(guān)，靶向CD55能促進(jìn)化療后ICOSL+B細(xì)胞和抗腫瘤免疫的產(chǎn)生。

總的來說，該研究發(fā)現(xiàn)了化療后腫瘤微環(huán)境中出現(xiàn)了一群新的B細(xì)胞亞群通過ICOSL激活T細(xì)胞依賴的抗腫瘤免疫；闡明由化療后腫瘤細(xì)胞免疫原性死亡引發(fā)的補(bǔ)體信號是該群細(xì)胞的產(chǎn)生機(jī)制；揭示補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白CD55在腫瘤中的表達(dá)決定了化療后B細(xì)胞在不同腫瘤中相反的作用（圖 3）。
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圖 3 該課題的主要研究設(shè)計及B細(xì)胞表型改變的機(jī)制示意圖

蘇士成教授的博士后陸藝文、趙綺毅副研究員、廖建友副研究員為共同第一作者。宋爾衛(wèi)院士為本課題的設(shè)計給予了寶貴的意見。
另外，在同期Cell上，美國西南醫(yī)學(xué)中心傅陽心教授和團(tuán)隊成員劉志達(dá)發(fā)表了Preview文章Chemotherapy Induces Cancer-Fighting B Cells，推介了蘇士成教授團(tuán)隊的Cell文章。
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原文鏈接

References

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