芯空一号快讯：CosMx空间转录组捕获白血病细胞免疫逃逸新机制

文章题目：Single-cell spatial transcriptomics reveals immunotherapy-driven bone marrow niche remodeling in AML

中文题目：单细胞空间转录组揭示了AML中免疫疗法驱动的骨髓生态位重塑

发表时间：2025.07

期刊名称：Science Advances

影响因子：12.5

技术平台：10X genomics 单细胞转录组测序+表面蛋白检测、CosMx SMI空间转录组

DOI：10.1126/sciadv.adw4871

10例R-AML患者治疗前后的骨髓组织+3例健康人骨髓组织。

10例R-AML患者接受治疗前骨髓活检（基线期）和穿刺取样，随后在第1治疗周期第1天接受免疫检查点抑制剂（ICI）药物帕博利珠单抗治疗。第1周期第8天获取第二次骨髓活检（ICI治疗后时间点），之后开始接受5天去甲基化药物地西他滨治疗。第1周期第15天，患者开始第二个5天地西他滨疗程。第2周期第1天再次使用帕博利珠单抗，该周期剩余时间未进行其他治疗。第2周期最后一天（第21天）获取第三次（最终）骨髓活检（联合治疗后时间点）。整个治疗共持续8个周期。10例患者中3例完全或部分缓解，3例病情稳定，4例疾病进展。

图1 研究计划和分析思路

所有10例患者的基线期和3名健康人的骨髓穿刺样本进行单细胞转录组测序+表面蛋白检测。其中6例CD34+白血病患者的活检样本用于CosMx空间转录组检测。

单细胞测序结果在细胞注释后用于确认患者骨髓样品的细胞类型组成和转录组特征。CosMx数据首先基于荧光图像进行细胞分割，然后进行不依靠转录组特征的细胞聚类分析，并根据聚类结果鉴定到红细胞和CD34+白血病细胞群。之后，将单细胞测序分析结果作为参考，利用insitutype算法，基于转录组特征注释剩余细胞。最后，使用邻域分析和空间细胞互作算法，解析白血病细胞与多种免疫细胞的空间分布和免疫相互作用特征。

1.单细胞测序确认细胞类型组成和转录组特征，并鉴定到了患者特异性的白血病细胞群体。

2.使用基于图像和转录组信息的细胞聚类与注释算法，获得了患者细胞类型的空间分布图谱。

图2 单细胞转录组和CosMx空间转录组细胞注释结果

3.邻域分析分析发现，应答组与未应答组患者的白血病细胞各距离邻域内免疫细胞（CD14+单核细胞、DCs）比例在治疗前后发生显著变化，暗示细胞分布变化与治疗及临床反应相关。细胞空间密度转移分析发现，在治疗前后，白血病细胞周围免疫细胞类型的分布具有患者特异性。

图3 白血病细胞周围免疫细胞类型分布特征

4.对白细胞与其邻近的免疫细胞进行配受体互作分析发现，ICI治疗后，白血病细胞与邻近的免疫细胞间TWEAK信号增强（该信号对单核细胞具有特异性杀伤作用，也能刺激增殖但阻碍分化），说明肿瘤细胞可能诱导邻近髓系细胞凋亡，并且通过干扰粒单系祖细胞向功能性单核细胞分化来抑制免疫应答。

图4 空间配受体分析揭示白血病细胞与免疫细胞的互作关系