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金凤细胞生态与肿瘤微环境

学术论坛

2024年5月7日，由金凤实验室、血液病与微环境重庆市重点实验室主办，陆军军医大学全军临床病理研究所、中国医学科学院血液病医院、陆军军医大学新桥医院全军血液病中心、渝粤病理科学研究中心承办的“金凤细胞生态与肿瘤微环境学术论坛”在金凤实验室顺利召开。在学术交流报告中，共有八位专家对近期研究阶段性成果进行汇报，现整理主要报告内容如下。

(按汇报顺序排列）

余佳

中国医学科学院输血研究所副所长

报告题目：《Understanding and Empowering Stem Cell Biology and Oncology with RNA Biology》

干细胞生物学与血液肿瘤是当前最受关注的科技前沿领域之一，阐明其调控机理可为再生医学和癌症治疗提供重要支撑。余佳教授团队以RNA为切入点开展干细胞生物学与血液肿瘤研究，具有独特的创新优势。首次在单细胞水平系统性描绘了小鼠造血干细胞（Hematopoietic stem cell，HSC）发育全程的RNA剪接图谱，并对内皮-造血转化（Endothelial-to-hematopoietic transition，EHT）过程的关键可变剪接（alternative splicing，AS）事件及其上游调控因素进行探究，鉴定出Srsf2通过调控造血细胞特异性AS事件促进HSC发生的新机制（Fang Wang, et. al. Science Advances, 2022.）。

余教授团队还系统性地分析了假基因在人类多组织中的表达特征及与人类疾病的关联，揭示了位于人β-珠蛋白基因簇中的假基因HBBP1在红细胞发育中发挥人类特异的关键调控作用并进化出不依赖母源序列的崭新调控方式，提出人类特异表达的假基因可能参与人类特异性状演化的新概念，并发现起源方式不同的假基因在作用方式上存在巨大差异，为假基因功能机制研究提供重要参考（Yanni Ma, et. al. Developmental Cell, 2021.）。

最后，余教授着重介绍了其团队关于RNA翻译在血液肿瘤中作用的最新研究成果。

姜尔烈

中国医学科学院血液病医院干细胞移植中心主任

报告题目：《干细胞移植临床研究与应用》

姜尔烈教授从临床角度出发，高屋建瓴，探讨了造血干细胞移植全过程中面临的临床困境和针对移植各环节的改进方向。针对HSCT预处理环节，姜教授团队开创性地在MDS和MDS/MPN患者的清髓性移植预处理方案中加入DEC和IDA，证明了这一改良方案的可行性和有效性（doi:10.1097/CM9.0000000000002963）。此外，姜教授团队尝试将维奈克拉及地西他滨纳入老年髓系肿瘤患者的清髓性预处理方案（doi:10.1007/s00277-023-05500-2）。针对HSCT后的移植物抗宿主病（graft-versus-host disease, GVHD）的防治，姜教授团队在国际首创了建立早期预测急性GVHD的动态机器学习模型，发现新的急性GVHD相关临床特征和生物标记物，实现对急性GVHD的更精准防治（doi:10.1038/s43588-022-00213-4）。此外，姜教授团队在国际率先绘制移植后免疫重建路径，揭示了免疫重建路径对于患者预后的影响，以及影响免疫重建路径的因素（doi:10.1002/ajh.26792）。

姜教授团队还发现移植后早期血小板变化轨迹可作为重度急性GVHD的发生预测因子，低血小板轨迹是重度急性GVHD的独立危险因素（EBMT 50th Annual Meeting, B071）。姜教授指出，除了血液系统疾病，HSCT，尤其是自体HSCT，可在实体肿瘤如神经母细胞瘤、生殖细胞肿瘤、尤文氏肉瘤、小细胞肺癌等，以及自身免疫疾病如多发性硬化症、系统性硬化症、克罗恩病等发挥应用。此外，HSCT可与新型治疗联合，例如CAR-T治疗桥接HSCT，贝林妥欧单抗、INO单抗治疗桥接HSCT等。

刘新东

陆军军医大学第一附属医院病理研究所教授 、金凤实验室PI

报告题目：《Beyond B cell help，the other perspectives for TFH cells》

刘新东教授团队的研究揭示了滤泡辅助性T细胞（Tfh）在生发中心（GC）反应中的新亚群，即SOSTDC1+ Tfh和DNASE1L3+Tfh细胞群，以及这些亚群如何影响体液免疫应答和自身免疫疾病的发展。刘教授团队研究发现SOSTDC1+ Tfh细胞与经典Tfh细胞功能不同，它们不帮助B细胞产生抗体，而是通过分泌SOSTDC1促进滤泡调节性T细胞（Tfr）的分化。通过这种机制，SOSTDC1+ Tfh细胞在维持正常体液免疫应答的同时，防止抗体介导的自身免疫性疾病的发生。这一发现为疫苗研发和抗体介导的自身免疫性疾病的治疗提供了新的思路。刘教授团队还发现，SOSTDC1的缺失会导致B细胞数目增多，Tfr细胞数目减少，表明SOSTDC1在Tfr细胞分化中起关键作用。而进一步的研究表明，SOSTDC1通过调节WNT/β-catenin信号通路来影响Tfr细胞的分化；这为理解Tfr细胞分化的分子机制提供了新的见解。此外，团队发现DNASE1L3+Tfh细胞群在SLE（系统性红斑狼疮）模型中促进高亲和力自身抗体的产生，并导致凋亡B细胞的清除异常，这一发现提示DNASE1L3+Tfh细胞可能与某些自身免疫性疾病的发生和发展密切相关。

陈俊仁

中国医学科学院血液病医院（血液学研究所）信息与资源中心研究员

报告题目：《血液生态和数据建模》

陈俊仁研究员以“血液生态与数据建模”为主题，描绘了其聚焦诊疗难题开发数学新理论与计算新框架，推动中国式医疗现代化的愿景。分享了运用动态机器学习模型预测异基因造血干细胞移植后重度急性GVHD的发生的研究工作，其团队开发的预测模型daGOAT将多维度、动态数据纳入模型，已应用于临床前瞻性研究（Nat Comput Sci. 2022 Mar;2(3):153-159.）。其团队开发了首个量化追踪评价造血干细胞移植后免疫重建进展的方法，通过无监督机器学习系统分析天津、合肥两地共1828例移植患者数据，搭建移植后免疫重建路径评价计算器SKIRT，解决了免疫重建路径的可视化、量化基于大队列分析的免疫重建平均路径和量化人与人之间的免疫重建差异三个关键技术问题（Am J Hematol.2023 Feb;98(2):309-321.）。其研究发现干细胞移植很可能没有剂量阈值，有潜力改写造血干细胞移植的CD34阳性细胞剂量标准（Leukemia. 2023; 37(10): 1963–1968.）。分享了白血病残留病变分析的新方法，首次提出运用Minimax regret方法评价可测量残留病变（MRD）结果，能够更精准地判断患者白血病复发几率(Leukemia. 2023 Nov;37(11):2168-2172; Leukemia. 2024 Jan;38(1):219-220.)。基于大规模文献查找与分析，发现对于大部分癌症皆没有强力证据支持强化MRD阳性患者的治疗，其团队也在开展数学框架研究，分析MRD需满足何种条件才能作为临床试验中的复发率替代终点（surrogate endpoint）。

平轶芳

陆军军医大学第一附属医院病理科主任医师 、金凤实验室PI

报告题目：《胶质瘤血管微环境》

周细胞在维持正常血-脑屏障结构和功能方面发挥重要作用。但对于肿瘤血管生成中周细胞功能知之甚少。平轶芳教授团队通过分析胶质母细胞瘤临床样本和数据库，发现血管周细胞丰富的胶质母细胞瘤患者对替莫唑胺（Temozolomide, TMZ）的反应性差、患者生存期更短。因胶质瘤干细胞是胶质母细胞瘤内血管周细胞的重要来源，团队利用Desmin-promoter-TK模型敲除胶质瘤干细胞转分化来的血管周细胞后，胶质瘤移植瘤对替莫唑胺敏感性增加，肿瘤体积显著缩小。进一步研究发现去除血管周细胞后胶质母细胞瘤移植瘤内和荷瘤鼠血浆中的替莫唑胺浓度并无显著差异。这提示血管周细胞促进胶质瘤细胞替莫唑胺耐药的机制并非通过屏障作用实现。为进一步探究血管周细胞促进胶质母细胞瘤替莫唑胺耐药的机制，研究者体外分离培养了人胶质母细胞瘤的血管周细胞，证明了血管周细胞通过旁分泌作用发挥功能。通过RNA测序找到了血管周细胞高分泌的细胞因子CCL5，并通过免疫荧光、免疫印迹、流式检测、彗星实验等实验证明血管周细胞通过分泌CCL5激活胶质瘤细胞CCR5及下游AKT-DNA-PKcs信号通路促进DNA损伤修复，从而使肿瘤细胞逃避替莫唑胺的杀伤作用。

王洪

中国医学科学院血液病医院（血液学研究所）研究员

报告题目：《质谱蛋白质组技术研发和血液生态》

王洪研究员和合作团队率先在国际上提出“血液生态系统”这个概念，在前期研究成果的基础上，对血液生态进行了进一步的阐释。并以团队针对系统性疾病的血液生态最新研究为实例，剖析了血液生态研究新范式相较于传统研究模式的优势。王洪研究员介绍血液生态研究主张从整个“面”出发研究疾病，强调组成血液生态各个要素的关联性、动态性、整体性，能同时从分子层面和成分层面对一个疾病进行全面解析。

随后，王洪研究员系统介绍了最近开发的3种新方法：微量细胞表面蛋白质组学技术（主要用于临床研究中挖掘免疫治疗新靶点）、微量/痕量蛋白质组学技术以及单细胞蛋白质组学技术。这三类前沿创新技术具有极大的潜力用于解决生物医学发展中的一些关键科学问题，如指导个体化精准靶向治疗，探索靶向药物的耐药机理及药物联用策略的开发，以及解析系统性疾病的血液生态。

时雨

陆军军医大学第一附属医院病理科

副主任医师、副教授

报告题目：《肿瘤相关巨噬细胞与肿瘤缺氧微环境》

肿瘤相关巨噬细胞(TAM)是恶性胶质瘤中主要的免疫浸润TAM，直接与恶性细胞相互作用，促进肿瘤进展。因此，TAM已成为一个有吸引力的治疗靶点。时雨教授团队利用单细胞多组学技术绘制了恶性胶质瘤Mo-TAM空间图谱，发现缺氧坏死区高度富集Hypoxia-TAM亚群，并在体外人外周血单核细胞和小鼠骨髓来源巨噬细胞模型，分析了恶性胶质瘤缺氧坏死区内肿瘤因素和缺氧因素对诱导单核细胞向Hypoxia-TAM表型极化的影响。随后通过bulk转录组、蛋白质组和糖酵解代谢产物的整合多组学分析，系统筛选并鉴定出缺氧坏死微环境内胶质瘤细胞产生的富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白和低氧诱导产生的乳酸是Hypoxia-TAM亚群极化的关键机制，证实两种因素协同诱导Mo-TAM内p50入核并增强Hypoxia-TAM核心表型基因转录。

鉴于恶性胶质瘤缺氧坏死灶周围大量富集新生的微血管，该团队进一步分析了Hypoxia-TAM对血管生成和微血管结构完整性的影响，发现Hypoxia-TAM是诱导恶性胶质瘤微血管高度渗漏的重要原因，建立了靶向Hypoxia-TAM以诱导胶质瘤血管正常化。在BRAF-V600E突变的人胶质母细胞瘤移植瘤中证实肾上腺髓质素拮抗剂与BRAF小分子抑制剂达拉非尼联用，能增加达拉非尼的瘤内灌注，更有效地抑制肿瘤生长，延长荷瘤小鼠生存期，有望用于推动靶向胶质瘤内不同来源、不同功能TAM的免疫治疗新策略和抗肿瘤血管生成新策略的研发。

沈俊

中国医学科学院血液病医院（血液学研究所）副研究员

报告题目：《新型免疫细胞的再生策略及抗肿瘤应用》

人多能干细胞（hPSC）具有自我更新和多向分化潜能且易于基因编辑，是功能性免疫细胞再生及成药的理想种子细胞。然而，体外分化效率低和体内功能弱是当前限制hPSC免疫治疗应用的重要瓶颈。为加速hPSC肿瘤免疫治疗的成药应用，急需进一步提高hPSC分化效率和大幅度提升其体内疗效。

聚焦“效率”和“药效”，沈俊副研究员团队开发了基于hPSC的多种免疫细胞高效分化技术，并通过联合嵌合抗原受体（CAR）技术，进一步构建了hPSC来源的 CAR-T/NK/Macrophage用于肿瘤靶向治疗。鉴于巨噬细胞（Macrophage, M）在实体瘤治疗中的巨大潜能，沈俊副研究员着重分享了他们团队在hPSC-CAR-M方面的最新研究进展，包括1）开发了一种基于单层的体外诱导分化体系，相比传统分化体系可提升分化效率100倍以上；2）hPSC来源巨噬细胞类似外周血巨噬细胞，具有表型和功能的可塑性，且具有强吞噬活性和促炎因子分泌潜能；3）通过CAR结构筛选获得了CAR持续稳定高表达的hPSC-CAR-M；4）体内追踪了hPSC-CAR-M的持久性及浸润性；5）在多种肿瘤模型中证实，协同激活固有-适应性免疫反应可增强hPSC-CAR-M的抗肿瘤效应。