ScRNA-Seq(下)|单细胞数据如何降维？

发布日期：2020-12-25 作者：点击：

　　近年来，肿瘤免疫治疗发展迅速，受到人们的高度期待。然而，评估一种疗法不仅取决于疗效，还取决于副作用。以药物开发中常用的IC50(半抑制浓度)为例，人们更喜欢用小剂量达到治疗效果，往往大剂量意味着副作用更多。那么，免疫疗法真的像看上去那么完美吗？2020年6月25日，哈佛大学的Kai W.Wucherpfennig和Michael Dougan关于癌症免疫治疗诱导结肠感染的分子途径的文章发表在《细胞》杂志上。研究人员使用单细胞RNA测序(scRNA-seq)和流式细胞术直接分析了接受免疫治疗的黑色素瘤患者

　　1.通过单细胞技术分析结肠组织样本中的免疫细胞，包括经CPI治疗的结肠炎患者和非结肠炎患者以及健康对照。热图显示CD45 scRNA序列数据集中不同亚群的差异表达基因(图1)。少数非免疫球蛋白可变基因对血浆B细胞有显著影响。

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　　图1 1cd 45 scRNA序列数据集中不同亚群的差异表达基因

　　图2在暴露于不同CPI药物的结肠炎患者中观察到类似的T细胞亚群变化，这些药物包括单用ipilimumab治疗(患者C2)、ipilimumab联合尼沃玛(患者C3)以及序贯使用pembrolizumab和ipilimumab(患者C1)

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　　2.在结肠炎患者中，CD8驻留记忆性T细胞分化产生大量细胞毒性T细胞，这可以解释为什么CPI能快速诱导结肠炎。CD8 T细胞区室的整个组织在CPI结肠炎患者和两个对照组之间显示出显著差异：亚组7(细胞毒性效应物)和亚组8(循环T细胞，MKI67)几乎不包括CPI结肠炎患者(图3-5)。

　　图3患者体内CD8 T细胞亚群的分布

　　图4 CD8T细胞在每个患者的8个亚组中的分布，CT，对照；NC，没有结肠炎；c，结肠炎。

　　图5患者组间细胞亚群频率特征的量化

　　3.CTLA-4调节性T细胞也增加并持续存在，表明结肠炎不是由这些细胞的缺乏引起的。图6通过FoxP3 CD4 Treg细胞定量检测CTLA-4的表达(每组6-10名受试者)

　　4.鉴定一些在骨髓细胞和T细胞中高表达的细胞因子、趋化因子和表面受体，或者它们可以作为结肠炎和其他CPI相关炎症的治疗靶点。

　　对照组相比，趋化因子受体基因CXCR3和CXCR6在慢性结肠炎患者的t细胞中上调。

　　综上所述，首次从单细胞水平详细探讨了免疫治疗引起肠道标本中不同免疫细胞变化的机制，发现了CPI结肠炎标本中毒性CD8 T细胞、增殖性CD8 T细胞和CD4 Treg细胞的富集。此外，基于TCR序列信息，验证了CPI结肠炎的特异性，CD8 T细胞大多来源于CD8 Trm细胞。其后，通过对不同细胞因子的分析，确定了通过阻断免疫检测点而诱发的肠炎或其他呼吸道感染的潜在治疗靶点。