《Clinical and Translational Medicine》:Single-cell analysis reveals cytotoxic and memory CD8+ T cells associated with prolonged survival in relapsed/refractory leukaemia patients after haplo+cord haematopoietic stem cell transplantation
编辑推荐:
本研究通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)和单细胞ATAC测序(scATAC-seq)技术,首次在难治/复发白血病患者中揭示了半相合+脐血造血干细胞移植(haplo+cord HSCT)后骨髓免疫微环境的动态重建特征。研究发现移植后形成的特殊CD8+T细胞亚群(CD8-c1)同时具备效应细胞(高表达GNLY、PRF1等细胞毒性基因)和记忆细胞(表达CX3CR1)特性,其富集程度与患者生存率显著正相关。该研究为优化移植策略和免疫治疗提供了新的分子靶点。
研究背景
异基因造血干细胞移植(allo-HSCT)是血液系统恶性肿瘤的重要根治手段,尤其对于难治/复发(R/R)白血病患者。半相合干细胞与脐带血序贯移植(haplo+cord HSCT)相比单份脐血移植显示出更优的生存结局,但其免疫重建机制尚未明确。
研究方法
团队收集了16例接受haplo+cord或单份脐血移植患者的骨髓样本,通过10x Genomics平台进行单细胞转录组和染色质可及性测序。共获得93,592个高质量骨髓单核细胞转录组数据和15,121个细胞的表观基因组数据,并利用流式细胞术对关键发现进行验证。
全球免疫景观特征
分析发现两组患者的主要免疫细胞比例基本一致,但haplo+cord组多个细胞类型中I型干扰素诱导蛋白(IFI44L、MX1等)显著上调,涉及病毒应答和IFN-I信号通路。特别在T细胞中,haplo+cord组基因富集于免疫应答和细胞杀伤通路,而单脐血组则主要富集于核糖体相关通路。
CD8+T细胞亚群鉴定
T细胞亚群分析鉴定出两个CD8+T细胞亚群:CD8-c1(特征性表达GNLY和CX3CR1)和CD8-c2(表达CXCR4和GZMK)。值得注意的是,CD8-c1在haplo+cord组中比例显著更高(51.2% vs 26.1%),且其基因特征显示同时具备细胞毒性和记忆属性。功能评分显示CD8-c1具有更高的细胞毒性评分和记忆评分,且其富集程度与移植后微小残留病阴性显著相关。
表观遗传调控机制
通过scATAC-seq分析发现,GNLY基因的表达受到CTCF介导的染色质环状结构的调控。该位点包含8个顺式调控元件(CREs),其中C1和C2为CTCF结合位点,形成染色质环结构。eNet算法显示haplo+cord组中GNLY增强子网络复杂性显著高于单脐血组,这种复杂的调控网络可能与基因的高表达相关。
临床预后价值
通过CIBERSORTx算法对TCGA-LAML和BROAD-CLL队列的回顾性分析显示,CD8-c1的高浸润与白血病患者更好的总生存期显著相关,而CD8-c2则呈现相反趋势,证实了该细胞亚群的临床预后价值。
讨论与展望
本研究首次在单细胞分辨率揭示了haplo+cord HSCT后免疫重建的特异性机制,特别是具有双重特性的CD8+T细胞亚群在抗白血病免疫中的关键作用。移植后环磷酰胺(PTCy)的应用可能通过清除同种反应性T细胞,为记忆性T细胞的重建提供有利环境。未来需要多中心、大样本研究进一步验证这些发现,并探索动态免疫重建过程。