文献解读

literature

向下滑动

从“免疫前哨站”到“空间生态型”— 两大顶刊同期力作,重新定义肿瘤微环境的空间维度

发布时间:2026.08.05

阅读次数:43

分享:

近期,肿瘤免疫领域迎来两篇里程碑式的研究—2026年5月28日,Science发表了德克萨斯大学MD安德森癌症中心王凌华团队领衔的“Pan-cancer spatial atlas of tertiary lymphoid structures”;几乎同期,Nature发表了斯坦福大学Aaron M. Newman团队(张武兵为第一作者)的“Non-invasive profiling of the tumour microenvironment with spatial ecotypes”。两篇顶刊工作从不同维度将“空间”推到了肿瘤免疫研究的最前沿。

1Science:三级淋巴结构的泛癌空间全景图谱

三级淋巴结构(TLS)是肿瘤内部形成的异位免疫聚集体,可调控抗肿瘤免疫反应。然而长期以来,病理学家只能在显微镜下判断肿瘤中“有”或“无”TLS。王凌华团队的研究一举打破这一局限--团队分析了涵盖12种癌症类型、340个肿瘤样本的空间转录组数据,构建了首个泛癌TLS空间图谱。

核心发现一:TLS是连续的成熟功能谱系

研究发现TLS并非“非此即彼”,而是呈现出一个从幼稚到高度组织化的成熟连续体,可分为三个阶段:

早期TLS(E-TLS)

组织最小,淋巴细胞聚集,偶有树突状细胞但缺乏滤泡树突状细胞(FDC);

初级滤泡样TLS(P-TLS)

包含更多的T细胞和B细胞,具有不同的T细胞和B细胞区及FDC网络,但尚无生发中心;

次级滤泡样TLS(S-TLS)

表现出活跃的生发中心和高内皮小静脉(HEV),T细胞和B细胞在此被激活并增殖。

越成熟的TLS,其内部免疫“部队”的组织分工越明确,抗肿瘤“战斗力”也越强。

核心发现二:空间位置决定TLS功能影响力

TLS在肿瘤中的空间位置与其功能紧密耦合。研究揭示了清晰的距离依赖性梯度:

靠近肿瘤内TLS的区域:免疫激活和抗原呈递程序(如IFN-α/IFN-γ反应、MHC II类分子特征)显著富集;
远离TLS的肿瘤区域:增殖和侵袭性程序(如MYC靶标、G2/M细胞周期、上皮-间质转化)相对更高。
这就像TLS在肿瘤内部建立起一个“免疫活化辐射区”,其影响力随距离而衰减。

核心发现三:AI赋能,从组织切片到预后评分

研究团队训练了人工智能框架,可直接从常规H&E染色切片中检测TLS并预测其成熟状态。在此基础上开发的基于成熟状态的综合评分系统,在多种癌症类型中均能有效分层患者,显著优于传统的“TLS有无”评估。

这项研究从根本上改变了对TLS的认知:它不再是一个静态的“有或无”的标志物,而是一个动态、异质且功能强大的免疫枢纽。

2Nature:"空间生态型"——肿瘤微环境的"功能街区"

如果说Science的研究聚焦于TLS这一特定免疫结构,那么Nature的这项工作则给出了一个更宏大的空间分析框架。

研究者开发了名为Spatial EcoTyper的机器学习框架,整合了来自10个不同癌种、超过1000万个单细胞及空间转录组数据点。结果令人震撼——尽管癌种不同,肿瘤微环境竟然遵循着类似的组织原则,研究者鉴定出9种高度保守的空间生态型(Spatial Ecotypes, SEs) 。

每种SE都是一个由特定细胞群体构成、具有固定空间排列模式的“功能街区”:

▪ SE4:与伤口愈合相关,富含胶原蛋白产生成纤维细胞和缺氧特征;

▪ SE5:富含免疫抑制性FAP⁺成纤维细胞和M2型巨噬细胞,与免疫抑制高度相关;

 SE7/SE8:富含STAT1信号和干扰素响应基因,积极进行抗原递呈,是免疫系统攻击肿瘤的活跃阵地;

▪ SE9:积极参与血管生成,充满促进血管生长的TRE

这9种SE根据与肿瘤边缘的距离呈现阶梯状分布——SE1主要存在于肿瘤临近的基质区域,SE9则深藏在肿瘤核心。
最具颠覆性的突破:研究证明这些实体肿瘤内的空间结构信息,竟然“编码”在了患者血液中循环的肿瘤DNA碎片里。研究者开发了Liquid EcoTyper深度学习框架,通过分析cfDNA的甲基化模式,成功从黑色素瘤患者的血浆样本中“反推”出肿瘤内各种SE的相对比例。在近100名患者的验证中,基于血液的“SE图谱”与组织活检结果高度一致。

3两篇顶刊的空间交汇

将这两项研究放在一起看,一个清晰的趋势浮现出来:空间,正在成为肿瘤免疫研究最关键的维度。
Science的TLS研究告诉我们:“在哪里”和“有多成熟”决定了免疫结构的“战斗力” 。TLS的成熟状态和空间位置共同决定了它是高效的“免疫堡垒”还是徒有其表的“摆设”。
Nature的空间生态型研究则给出了一个更普适的分析框架:肿瘤微环境可以分解为一系列空间上组织化的多细胞生态系统。而TLS正是这些空间生态型中研究最为深入的功能结构之一
两者共同指向一个结论:肿瘤免疫微环境的“空间组织原则”,正在从基础发现走向临床应用。

4多重免疫组化:让“空间”触手可及

这两篇顶刊研究有一个共同的技术底色——空间多组学。无论是Science的TLS空间图谱,还是Nature的空间生态型识别,都依赖于对组织切片中细胞空间位置与分子特征的同时解析。而这正是多重免疫组化(mIHC) 技术的核心优势所在。借助 mIHC,我们可以直观观测药物诱导 TLS 重塑肿瘤微环境的全过程,以下纳米疫苗转化研究就是典型佐证。

📄Immunotherapy and Prevention of Cancer by Nanovaccines Loaded with Whole-Cell Components

一、临床转化启示

全组分PLGA纳米疫苗能够诱导肿瘤内形成结构完整的三级淋巴结构TLS。TLS作为肿瘤原位“微型淋巴结”,持续招募DC、T、B细胞完成原位抗原提呈、促进效应 T 细胞活化、巨噬细胞重编程,将免疫“冷肿瘤”转化为免疫“热肿瘤”;同时上调免疫检查点分子,为纳米疫苗联合免疫检查点抑制剂提供重要理论依据,也是该疫苗实现肿瘤治疗、抑制复发、建立长期免疫记忆的关键机制。

二、mIHC成像图谱解读

Panel1:CD3(T细胞)+B220(B细胞)+CD11c(DC细胞)+F4/80(巨噬细胞)+CD49b(NK细胞)+DAPI
检测结果:直观区分TLS 典型T/B细胞团分区,对比空白两组肿瘤内部仅有零散分布的免疫细胞,无淋巴细胞有序聚集;纳米疫苗组肿瘤组织出现大量有序成熟淋巴滤泡,形成典型三级淋巴结构。结构内可见B220⁺ B细胞构成滤泡核心,外围环绕 CD3⁺ T细胞,CD11c⁺ DC穿插分布于滤泡间隙,同时伴有F4/80⁺巨噬细胞、CD49b⁺ NK细胞浸润,直接证明纳米疫苗可诱导肿瘤内功能性TLS形成。

Panel2:CD3(总T细胞)+CD4(辅助T细胞)+CD8(细胞毒性T细胞)+FOXP3(调节性T细胞 Treg)+IFN-γ(效应功能性细胞因子)+DAPI

检测结果:用于评估肿瘤微环境内T细胞亚群活化水平。PBS、空白NP组瘤内 CD4⁺、CD8⁺ T细胞浸润稀少,IFN-γ 阳性细胞数量极低;纳米疫苗组CD4⁺辅助 T、CD8⁺杀伤T细胞大量浸润,IFN-γ 分泌型效应T细胞显著增多,FOXP3⁺免疫抑制Treg无明显扩增,效应T/Treg比值提升。结合TLS表型说明:TLS可在肿瘤原位持续活化肿瘤特异性杀伤T细胞,提升局部抗肿瘤效应功能。

Panel3:F4/80(总巨噬细胞)+CD80(M1型抗肿瘤巨噬)+CD163(M2型促瘤巨噬)+PD-1 +PD-L1 +DAPI

检测结果:评价巨噬细胞极化状态与免疫检查点表达。空白对照组肿瘤以CD163⁺ M2抑制型巨噬为主;纳米疫苗处理后巨噬细胞向CD80⁺ M1抗肿瘤表型极化,免疫抑制微环境得到逆转。同时疫苗组肿瘤细胞PD-L1、浸润T细胞PD-1表达上调,从机制上解释纳米疫苗诱导TLS重塑肿瘤微环境后,与PD-1抑制剂存在显著协同增效潜力。

5艾克发生物一站式 TLS 临床转化解决方案

艾克发生物自主研发的mIHC技术具备高灵敏度、高特异性及优异的复用能力,能够在同一组织切片中同时检测多种标志物,全面揭示细胞间的空间关系及功能状态,更重要的是艾克发生物打通从切片染色、AI 定量到队列研究、临床试验全链条服务,完美承接两大顶刊空间理论落地需求。

① TLS 专属多重标志物 Panel

成套分型标记精准划分三级 TLS、三大肿瘤生态位,支持灵活定制:

a. Pan-CK 界定肿瘤边界,自动区分 IT/PT/DT 空间区位;

b. CD3/CD20/CD21/CD23/BCL6 实现 TLS 成熟度分级;

c.  配套 CD4、CD8、FOXP3、CD163、LAG3 等,解析免疫抑制微环境。

② AI-TLS 空间定量分析

依托全景mIHC成像+AI病理算法,围绕空间生态位理论实现双重维度量化:

a. 定量指标:全切片TLS总数、TLS密度、不同成熟等级TLS占比;
b. 空间指标:统计IT/PT/DT不同区位内TLS分布数量与占比;
c. 结构化空间数据输出:输出TLS丰度、成熟分级、空间区位分布全套标准化定量参数;
d. 支持基于研究需求开展人群分层统计分析。

③ 六大核心落地应用场景

a. 术前免疫伴随诊断:筛选 PD-L1 阴性但高活性 TLS 的免疫获益患者;

b. 药企 CRO 药效验证:配对切片量化给药前后 TLS 变化,作为新药临床前评价终点;

c. 多中心预后队列:统一判读标准,消除病理医师主观误差;

e. 基础免疫机制研究:原位可视化 TLS 发育、免疫逃逸通路;

f. 诊断标志物转化:推动 TLS 复合评分成为常规病理指标;

g. 临床试验样本中心评估:提供标准化免疫病理终点数据。

6结语

Science的TLS泛癌图谱告诉我们:TLS的成熟度与空间位置共同编码了局部免疫的活性与肿瘤的恶性程序。Nature的空间生态型则揭示:肿瘤微环境可以分解为一系列可被无创监测的“功能街区”。

两篇顶刊的同期发表,标志着肿瘤免疫研究正式进入“空间时代”。而艾克发生物,正是您探索这一空间维度的优质合作伙伴。

如需了解更多TLS研究解决方案或mIHC技术详情,欢迎联系我们!

咨询邮箱:info@alphaxbio.com

咨询电话:132-6021-6191;010-8928-4459

暂无评论

Copyright © 艾克发(北京)生物技术有限公司 版权所有 备案号:京ICP备2021017346号 网站维护