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淋巴瘤侵袭异质性关联胚层分化,MYD88、PIM1等基因突变及PD-L1、B7-H3等免疫检查点表达特征与外/中/内胚层侵袭模式相关,单细胞测序揭示恶性B细胞分化轨迹模拟胚层发育。
严东|徐鹏鹏|韩晓|王玉青|陈毅|方颖|朱月|史青|沈荣|史子阳|牛桥|程树|刘宇|王莉|张木晨|赵伟利
上海血液病学研究所,国家医学基因组学重点实验室,上海交通大学医学院附属瑞金医院国家转化医学研究中心,中国上海200025
摘要
肿瘤发生与胚胎发育之间存在关联。淋巴瘤侵袭模式与胚层发育之间的关系以及其不同的临床和分子特征在很大程度上仍不清楚。我们发现了弥漫大B细胞淋巴瘤中依赖于胚层的结外侵袭(ENI)现象。在接受R-CHOP(利妥昔单抗、环磷酰胺、多柔比星、长春新碱和泼尼松)治疗时,源自中胚层的ENI(ENI-mesoderm)患者的无进展生存期和总生存期明显低于源自外胚层(ENI-ectoderm)和内胚层(ENI-endoderm)的患者。典型的致癌突变包括:ENI-ectoderm中的MYD88、PIM1和TBL1XR1,ENI-endoderm中的TP53和TET2,以及ENI-mesoderm中的MYD88、PIM1、TBL1XR1和CD79B。值得注意的是,淋巴瘤细胞的器官趋向性迁移具有与胚层发育相对应的时间差异,从外胚层起源的器官开始,逐渐发展到内胚层和中胚层起源的器官,这一过程与胚层发育轨迹相似。单细胞RNA测序显示,恶性B细胞遵循与胚层发育相似的路径,从富含NF-κB和T细胞激活信号的前体状态分化为两个不同的分支:一是通过上调B细胞受体信号通路(路径I),二是通过持续的T细胞激活(路径II)。在免疫检查点方面,ENI-ectoderm、ENI-endoderm和ENI-mesoderm分别表现出LGALS9、PD-L1和B7-H3的显著上调。我们的发现有助于更好地理解淋巴瘤进展与胚胎发育之间的相互作用,为针对肿瘤中依赖于胚层的侵袭的靶向治疗提供了新的见解。
引言
在胚胎发育过程中,胚层的形成是细胞转变为可识别生物体结构的主要阶段。位于胚胎表面的细胞首先形成上胚层(原肠胚期的外胚层)。随后,原始条纹的出现为内胚层和中胚层前体向胚胎内部迁移提供了通道,最终形成内胚层和中胚层[1]、[2]。原肠胚形成后,各胚层的特异性分化开始进行:外胚层分化为表皮、感觉细胞、神经细胞和腺细胞;中胚层分化为泌尿生殖系统、心血管系统、造血系统、肌肉骨骼系统和结缔组织;内胚层分化为呼吸系统和消化道的上皮细胞及相关消化腺[3]。最近的研究表明,胚层诱导的转录反应定义了源自相应胚层的肿瘤基因,这表明肿瘤发生与胚胎发育之间存在共同机制[4]。此外,与胚胎发生密切相关的基因常常以协同方式发生突变;这种相互作用可能促使特定胚层衍生的肿瘤发生[3]。淋巴瘤的侵袭模式是否与胚层发育有关仍不清楚。
弥漫大B细胞淋巴瘤(DLBCL)是最常见的非霍奇金淋巴瘤亚型,大约三分之一的病例起源于结外部位,最常累及中枢神经系统(CNS)、甲状腺、皮肤、胰腺、肾脏/肾上腺、子宫/卵巢、鼻腔、肝脏、肺部、睾丸、胃肠道(GI tract)、骨骼、骨髓和乳腺[5]、[6]。多发性结外侵袭(ENI)是国际预后指数(IPI)的重要组成部分,表明接受R-CHOP治疗的患者的预后较差[7]。值得注意的是,淋巴瘤侵袭表现出多样的生物学行为和分子特征。MYD88突变在涉及CNS、睾丸、子宫/卵巢、骨骼、皮肤和肾脏/肾上腺的DLBCL中较为常见[6]。与MYD88相关的PIM1和TBL1XR1突变也常见于CNS、乳腺和睾丸的DLBCL[6]、[8]、[9]、[10]。与MCD亚型相关的多个基因突变(包括MYD88、CD79B、PIM1和TBL1XR1)常出现在涉及肾上腺和泌尿生殖系统器官的DLBCL中[11]、[12]。在我们之前的研究中,MCD亚型的患者中骨、睾丸、皮肤、肾脏/肾上腺、子宫/卵巢和乳腺的侵袭更为常见[6]。胃肠道受累与TP53和TET2突变增加有关[6]。因此,需要进一步研究淋巴瘤侵袭的遗传调控机制,这可能有助于改善患者的预后。
除了肿瘤细胞的基因改变外,肿瘤微环境在决定肿瘤的免疫类型和命运方面也起着重要作用,包括DLBCL[13]、[14]。抗肿瘤T细胞反应参与癌症的免疫监视,但常受到免疫检查点的抑制。PD-1通过与PD-L1或PD-L2配体结合导致T细胞耗竭[13]。在预后方面,PD-L1的高表达预示GI、睾丸和系统性DLBCL患者的预后较好[15]、[16]、[17]。半乳糖凝集素-9(Galectin-9)与免疫调节、细胞增殖和分化相关。半乳糖凝集素-9通过与TIM-3结合诱导T细胞凋亡,并通过与CD44结合促进自然杀伤(NK)细胞活性[18]、[19]。B7-H3(CD276)的过表达在多种肿瘤类型中均有报道,并与不良生存结果相关[20]。功能上,B7-H3有助于肿瘤细胞逃避细胞毒性T细胞的监视,并激活ERK、PI3K和STAT3信号通路,从而加速细胞增殖和肿瘤生长[20]、[21]。尽管肿瘤微环境对淋巴瘤发展至关重要,但淋巴瘤细胞与浸润T细胞之间的免疫轨迹和配体-受体相互作用仍不清楚。
在这里,我们发现了淋巴瘤侵袭的器官趋向性所涉及的胚层特异性,包括肿瘤本身的特性及其与宿主器官独特特征的相互作用,这些因素共同决定了肿瘤的器官特异性行为。
患者群体
本研究纳入了2002年9月至2021年11月期间新诊断的2280名DLBCL患者,这些患者具有完整的临床数据。最终随访于2023年1月完成。组织学诊断遵循2016年世界卫生组织的分类标准。生存分析仅针对接受R-CHOP治疗的1696名患者进行。本研究已获得上海瑞金医院伦理委员会的批准。
胚层特异性的临床和预后意义
我们根据肿瘤起源的器官将ENI患者分为三组[24]、[25]:CNS、乳腺、皮肤和鼻腔归类为ENI-ectoderm;胃肠道、甲状腺、肺部、肝脏和胰腺归类为ENI-endoderm;骨骼、骨髓、睾丸、肾脏/肾上腺和子宫/卵巢归类为ENI-mesoderm。在2280名新诊断的DLBCL患者中,976名仅限于淋巴结受累的患者被归入LN组,另有161名...
讨论与结论
肿瘤的发生和发展可能与正常组织和器官的发育过程相关。我们首次证明了淋巴瘤侵袭过程中存在依赖于胚层的器官趋向性。基于大型患者队列的研究结果,ENI-mesoderm患者的无进展生存期(PFS)和总生存期(OS)明显低于ENI-ectoderm和ENI-endoderm患者。同时,我们也揭示了依赖于胚层的ENI的不同生物学意义。
致谢
本研究部分得到了中国国家重点研发计划(2022YFC2502600)、国家自然科学基金(82530008、82130004、82300210、82200201、82570234和82370187)、长江学者计划、上海医院发展中心淋巴瘤临床队列(SHDC2025CCS008)、上海市科学技术委员会国际联合实验室建设项目(25410750300)等项目的资助。