前言
1986年Rosenberg研究組首先報(bào)道了腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞(tumor infiltrating lymphocyte, TIL)。盡管在T淋巴細(xì)胞等腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞（TIL）的研究上投入了大量精力，但包括異質(zhì)性，克隆擴(kuò)增，遷移和功能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?cè)趦?nèi)的一系列基本特性仍然難以捉摸。由于先前技術(shù)的局限性，對(duì)不同疾病在單細(xì)胞水平上的T細(xì)胞特性的詳細(xì)了解一直是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步為此提供了新機(jī)會(huì)。除了T細(xì)胞本身以外，腫瘤細(xì)胞還可能影響T細(xì)胞在腫瘤微環(huán)境中的形成。北大張澤民團(tuán)隊(duì)對(duì)此作出了詳細(xì)闡述。
本篇旨在介紹單細(xì)胞分析揭示的不同癌癥中T細(xì)胞亞型的不同模式。
圖A:單細(xì)胞RNA測(cè)序（scRNA-seq）技術(shù)的進(jìn)展
展示當(dāng)前對(duì)不同腫瘤進(jìn)行scRNA-seq研究使用的方法：
基于板的SMART-seq及SMART-seq2技術(shù)，較靈敏；
合并方法（例如CEL-seq和MARS-seq），較精確；
基于液滴的大規(guī)模并行方法（例如Drop-seq，inDrop和10XGenomics），較高效。
圖B:剖析TIL異質(zhì)性的策略
設(shè)計(jì)單個(gè)TIL的研究時(shí)要考慮的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是如何平衡患者隊(duì)列的大小和測(cè)序細(xì)胞的數(shù)量。
個(gè)別研究的目標(biāo)可能會(huì)選擇適當(dāng)?shù)牟呗?，在固定預(yù)算范圍內(nèi)達(dá)到一定敏感性，深度和規(guī)模。盡管這種全免疫分選策略涵蓋了更多的細(xì)胞類(lèi)型，但是每種細(xì)胞類(lèi)型對(duì)應(yīng)的細(xì)胞數(shù)很少，限制了更詳細(xì)的特征評(píng)估。
關(guān)注深度而不是廣度可以更有效地解決與患者人數(shù)無(wú)關(guān)的問(wèn)題。高測(cè)序深度能夠檢測(cè)具有較低表達(dá)的基因和全長(zhǎng)TCR的會(huì)聚，從而鑒定出T細(xì)胞的精確克隆譜系。
圖C：不同腫瘤和鄰近正常組織的T細(xì)胞分別表現(xiàn)出不同的模式
盡管血液來(lái)源的T細(xì)胞的組成和豐度在不同的癌癥中相似，但不同腫瘤和鄰近的正常組織的T細(xì)胞模式不同。
TUMORADJACANT NORMAL TISSUE
HCCCD8+TEM, CD8+TEXCD8+MAIT, CD8+TEFF
NSCLCCD8 + ZNF683 + TRMCD8+MAIT, CD8+TEFF
CRCCD8+TEM, CD8+TEX, CXCL13 + TH1-like, TH17CD8+CD160+IEL, CD8+TRM
BLOODCD4+TN, CD8+TN, TCM, CD8+TEFF, CD4+TEFF, CD4+TregCD4+TN, CD8+TN, TCM, CD8+TEFF, CD4+TEFF, CD4+Treg
對(duì)于腫瘤組織中的T細(xì)胞，HCC和結(jié)直腸癌中主要的CD8 + T細(xì)胞亞型是效應(yīng)記憶T（TEM）細(xì)胞和耗竭的T（TEX）細(xì)胞，而在NSCLC表現(xiàn)出高豐度的CD8 + ZNF683 + TRM細(xì)胞。對(duì)于CD4 + T細(xì)胞，TH17細(xì)胞在結(jié)直腸癌患者的亞群中特異性富集。另外，在以上三種癌癥類(lèi)型中都可檢測(cè)到CD4 + CXCL13 + TH細(xì)胞，但是該細(xì)胞在MSI大腸癌患者中表現(xiàn)出明顯的富集。
腫瘤中不同T細(xì)胞模式的潛在機(jī)制仍然未知。一種可能的解釋是這些T細(xì)胞模式歸因于它們的組織起源。例如，CD8 + TRM，CD8 +上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞（IEL）和CD4 +濾泡輔助性T（TFH）細(xì)胞，在結(jié)腸直腸癌患者的正常黏膜中特異性富集，而黏膜相關(guān)恒定T細(xì)胞（MAIT）和效應(yīng)T細(xì)胞（TEFF）分別在HCC和NSCLC患者的正常組織富集。這些分析表明，某些T細(xì)胞亞型具有組織特異性，同時(shí)，不同的癌癥也會(huì)影響不同T細(xì)胞亞型的形成。
以 T 細(xì)胞為核心的細(xì)胞免疫可以看成是人體免疫系統(tǒng)的終極底線，一旦他們被突破，后果將不堪設(shè)想。因此，T 細(xì)胞免疫顯得格外重要。按照功能可將T 細(xì)胞分為殺傷性 T 細(xì)胞（CD8+）、輔助性 T 細(xì)胞(CD4+)和調(diào)節(jié)性 T細(xì)胞(CD4+CD25+)。
耗竭/功能失調(diào)的CD8+T細(xì)胞
HCC和大腸癌CD8 + TILs的TCR共享分析顯示，耗竭的CD8+T細(xì)胞與GZMK + T細(xì)胞之間存在發(fā)育聯(lián)系，而后者也與效應(yīng)T細(xì)胞有聯(lián)系。NSCLC T細(xì)胞分析給出了一個(gè)更復(fù)雜的情況，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)不同的耗竭前 T細(xì)胞亞群（CD8+GZMK+和CD8+ZNF683+T細(xì)胞）與耗竭的CD8+T細(xì)胞進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，而只有GZMK+T細(xì)胞與效應(yīng)T細(xì)胞有聯(lián)系。
CD4+細(xì)胞
Treg異質(zhì)性
大量TCRb測(cè)序的研究表明，Treg與常規(guī)T細(xì)胞幾乎沒(méi)有TCR共享，HCC，NSCLC和結(jié)直腸癌中浸潤(rùn)的Treg也有較大比例的獨(dú)特TCR克隆型在腫瘤中擴(kuò)展，表明它們的局部擴(kuò)展特征和識(shí)別腫瘤相關(guān)抗原的潛力。但也有例外，研究發(fā)現(xiàn)部分浸潤(rùn)大腸癌的Tregs與TH17和CD4 + CXCL13 + TH細(xì)胞共享TCR。
TH
除了耗竭的CD8+T細(xì)胞和Treg外，單細(xì)胞結(jié)腸直腸癌研究還揭示了鮮為人知的T細(xì)胞亞群CD4 + CXCL13 + TH細(xì)胞，它們被定義為T(mén)H1樣細(xì)胞，在微衛(wèi)星不穩(wěn)定（MSI）大腸癌腫瘤中優(yōu)先富集。臨床試驗(yàn)表明，MSI大腸癌患者對(duì)PD-1抗體免疫治療更敏感，MSI大腸癌患者中CXCL13 + BHLHE40 + TH1樣細(xì)胞特異性增加可以解釋這一現(xiàn)象。
同時(shí)，狀態(tài)轉(zhuǎn)換指數(shù)表明CXCL13 + TH1樣細(xì)胞與CD4 + GZMK +記憶T細(xì)胞表現(xiàn)出發(fā)育聯(lián)系，這可以追溯CXCL13 + TH1樣細(xì)胞的潛在起源。另外，深度轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)在該T細(xì)胞亞群中發(fā)現(xiàn)潛在的新型調(diào)控基因，例如IGFLR1和BHLHE40。研究推測(cè)BHLHE40可能有助于TH1樣T細(xì)胞與傳統(tǒng)TH1細(xì)胞區(qū)分，IGFLR1激活T細(xì)胞可以為抗腫瘤免疫治療提供新途徑。
作者最后作出展望，隨著單細(xì)胞技術(shù)的發(fā)展，我們對(duì)免疫細(xì)胞的類(lèi)型及功能的認(rèn)識(shí)會(huì)有越來(lái)越深入，'腫瘤免疫圖譜'對(duì)未來(lái)的免疫治療設(shè)計(jì)和臨床實(shí)踐提供重要指導(dǎo)。
編輯：王秋平
校審：張健 羅鵬
