IBEX、Cell DIVE 和 RNA-Seq：一种针对滤泡性淋巴瘤的多组学方法

滤泡性淋巴瘤呈现出复杂的临床表现。一些患者疾病进展缓慢，而另一些患者在初次治疗后则迅速复发，预后较差。目前尚无预测工具集来区分早期复发患者和进展较慢的患者。为了解决这个问题，并可能改善早期复发患者的护理，作者采用了一种多组学空间生物学方法，该方法利用了大量RNA-seq、单细胞RNA-seq、迭代漂白扩展多重性（IBEX）成像，以及使用IBEX染料失活化学法的Cell DIVE过程（Cell DIVE-IBEX）。作者还使用了计算工具，如细胞群落分析，以了解正常和患病淋巴结内细胞表型的空间定位。通过使用这些工具，早期复发滤泡性淋巴瘤的清晰图像浮现出来。这些患者的淋巴结具有更小的滤泡，间隔更远，并表现出增加的基质细胞群，有间质增生的证据。利用这些遗传、组织学和空间特征，研究人员和临床医生将来可能能够根据风险对患者群体进行分层，并做出明智的研究和治疗决策。总体而言，这项研究展示了多组学空间生物学方法的强大力量，并表明灵活的Cell DIVE多重性如何用于增强免疫肿瘤学研究的效力。

滤泡性淋巴瘤（FL）是一种起源于淋巴结内生发中心B细胞的不可治愈癌症。其临床过程复杂——部分患者病情进展缓慢，而另一部分患者，即“早期复发者”，在接受初步治疗后病情会迅速进展。目前，尚无预测工具可用于识别早期复发者。为了描述早期复发者的空间和基因组特征，本文作者采用了多种测序和成像方法，为FL创建了多组学特征。迭代多重化技术与Cell DIVE的结合被用于扩展对大型全组织切片的分析，以增强研究的力量。他们报告了早期复发者滤泡组织发生改变的细微情况，并发现间质增生、细胞外基质沉积和基质细胞生长与FL的快速进展密切相关。

首先，作者对正常和患病淋巴结组织进行了大量RNA测序，这些组织包括非进展者、2年内进展者和早期复发者。该分析揭示了肿瘤样本中染色质修饰剂、细胞迁移因子和免疫调节剂的表达变化。随后，作者应用了一种反卷积算法，从测序数据中识别出细胞类型，并发现分析中的大多数细胞是B细胞，还有少数髓系和基质亚群。单细胞测序能够进一步定义更大免疫群体内的细胞亚型。这些基因组方法共同发现，早期复发者中上调的通路与B细胞受体信号传导、细胞因子、免疫激活/调节以及细胞外基质重塑有关。

为了进一步描述FL组织的特征，作者随后应用了一种名为IBEX（Iterative Bleaching Extends Multiplexity，迭代漂白扩展多重性）的多重成像方法，以在正常组织和FL组织中对40重生物标志物面板进行可视化。使用膜标记物和深度学习方法对所得图像中的细胞进行分割。通过UMAP算法进行聚类分析，对分析中的100多万个细胞进行表型分类，并揭示了FL组织中B细胞和T细胞表型的多样性。由于髓系细胞和基质细胞的形态复杂，因此难以分割，于是作者开发了专门的分割方法来分析这些细胞类型。使用IBEX对早期复发者组织进行检查，发现了滤泡组织中的不同模式。作者发现B细胞滤泡周围有肌动蛋白阳性的成纤维细胞，以及滤泡内的DC-SIGN阳性细胞，这两种组织学发现与较差的预后相关。

作者利用IBEX和RNA测序方法的数据创建了FL参考图谱，从而可以对这两种技术进行直接比较。他们发现，两种方法在淋巴细胞的整体表征上吻合度较高，但RNA测序方法低估了髓系细胞和基质细胞。使用IBEX的多重成像方法还涉及更大的细胞计数，这有助于发现和识别可能被测序方法忽略的罕见亚型。RNA测序还能够识别细胞因子转录本，这与成像数据总体上相吻合。

为了增强分析力度，作者接下来采用Cell DIVE多重成像技术来扩大患者队列。他们使用了Cell DIVE染料失活协议的新型改进方法，并利用IBEX失活试剂对11重免疫和6重基质面板进行染色、去色和成像，以量化和分析全组织切片中的滤泡。作者运用这种技术检查了早期复发者滤泡的形态，发现这些患者的滤泡通常更小、更不规则、间距更大，与病情进展较慢的患者相比差异显著。

总的来说，作者发现了早期复发FL患者体内出现的多种形态学、遗传学和细胞学改变，这些变化可用于在治疗早期识别这些患者。除了观察到滤泡大小和间距的变化外，还观察到B细胞群体的普遍减少，基质细胞的扩张以及细胞外基质的改变。这些发现为临床和临床前患者分层提供了可能性，有助于做出更明智的治疗决策，并提示了新的抗体治疗靶点，如抗肌动蛋白和抗波形蛋白药物。这项研究利用测序、IBEX成像和Cell DIVE技术，为这种复杂疾病的深入表征提供了预测能力，并指出了FL的新治疗策略。

阅读全文:

Radtke AJ, Postovalova E, Varlamova A, Bagaev A, Sorokina M, Kudryashova O, Meerson M, Polyakova M, Galkin I, Svekolkin V, Isaev S, Wiebe D, Sharun A, Sarachakov A, Perelman G, Lozinsky Y, Yaniv Z, Lowekamp BC, Speranza E, Yao L, Pittaluga S, Shaffer AL 3rd, Jonigk D, Phelan JD, Davies-Hill T, Huang DW, Ovcharov P, Nomie K, Nuzhdina E, Kotlov N, Ataullakhanov R, Fowler N, Kelly M, Muppidi J, Davis JL, Hernandez JM, Wilson WH, Jaffe ES, Staudt LM, Roschewski M, Germain RN:

滤泡性淋巴瘤的多组学分析揭示了高风险患者组织结构和基质重塑的改变

Cancer Cell. 2024 Feb 21:S1535-6108(24)00045-X. doi: 10.1016/j.ccell.2024.02.001. Epub ahead of print. PMID: 38428410.