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Cell Stem Cell | 构建具有免疫微环境的滤泡性淋巴瘤类器官模型

论文标题:A human lymphoma organoid model for evaluating and targeting the follicular lymphoma tumor immune microenvironment
作者:Jenna M. Kastenschmidt, Joseph G. Schroers-Martin, Brian J. Sworder, Suhas Sureshchandra, Michael S. Khodadoust, Chih Long Liu, Mari Olsen, David M. Kurtz, Maximilian Diehn, Lisa E. Wagar, Ash A. Alizadeh

期刊:Cell Stem Cell
发表时间:2024/03/07
数字识别码:10.1016/j.stem.2024.01.012


滤泡性淋巴瘤FL)是最常见的惰性淋巴瘤。尽管大多数FL患者无法治愈,但平均无进展生存期超过10年,但是部分早期复发的FL患者具有较高的死亡率。免疫逃逸是FL持续和进展的一个关键因素,而未经治疗的FL的进展和缓解提示抗肿瘤免疫的动态参与。

恶性FL细胞与肿瘤免疫微环境(TME)中其它细胞之间的多种相互作用已被确定参与了淋巴瘤的维持,影响临床结局。目前,随着包括双特异性T细胞在内的新型免疫疗法的出现,使得能够预测这种动态相互作用的能力,对个体化疗效评估尤为重要。来自非淋巴器官(包括肺、肠和脑)的类器官系统表现出可以准确地呈现肿瘤组织TME的巨大潜力。然而,由于受到免疫细胞发育的限制,传统类器官技术制备存在局限性,主要包括依赖细胞系作为淋巴瘤或支持细胞的来源、尚不明确长期培养细胞寿命的潜力、只分析了小鼠或异种移植的淋巴组织、以及依赖外源性细胞因子。

近日,美国加利福尼亚大学Lisa E. Wagar和斯坦福大学Ash A. Alizadeh团队在Cell Stem Cell期刊上发表题为A human lymphoma organoid model for evaluating and targeting the follicular lymphoma tumor immune microenvironment的研究短文,利用原发性滤泡性淋巴瘤肿瘤活检组织开发了一种患者来源的淋巴瘤类器官模型,该模型证明了在无外源性细胞因子的情况下,3周内可保持体外微环境稳定性。接受双特异性免疫疗法治疗后,类器官再现了T细胞介导的杀伤作用,从而可以研究影响应答的患者特异性微环境决定因素。


作者研究了12例处于具有代表性的FL患者的初次活检样品,在无菌条件下处理,将其解离成单细胞悬液,然后在高通量96孔平台上生成类器官模型(Patient-derived lymphoma organoids,PDLOs)。然后利用流式细胞术免疫表型分型、批量RNA-seq和DNA CAPP-seq的多模式策略评估了类器官纵向稳定性和TME特性,综合分析确定供者特异性细胞组成、转录组变化、体细胞突变特征、克隆动力学以及B和T细胞免疫受体库的变化。

作者发现PDLOs形成聚集体,在培养中保持活性直至第21日实验结束,恶性淋巴瘤细胞在PDLOs中的高度稳定性。在PDLOs培养期间,CD4和CD8 T细胞区室都保持良好。作者验证了PDLOs系统能充分维持FL细胞和TME,表明患者来源的类器官在培养中具有活性和高度稳定。

为了评估培养期间突变稳定和潜在选择的PDLOs,使用CAPP-seq在培养前和每周时间点评估体细胞错义突变。在队列中发现了典型的复发突变,包括KMT2D(50%)、CREBBP(50%)、BCL2(67%)、EZH2(42%)、TNFRSF14(33%)、STAT6(25%)和TP53(25%)。通过比较一系列PDLOs和第0日检测到的突变,确定类器官突变谱在培养的3周内保持稳定。PDLOs技术成功地支持了原代淋巴瘤细胞的长期培养,具有克隆和突变稳定性。

作者进一步评估了该平台可否用于预测患者T细胞依赖性免疫治疗应答。在制备类器官培养物后第4天,向每个PDLO添加了CD19:CD3双特异性抗体,并与未治疗的PDLO对照对比评估治疗应答。截至第11天,CD19:CD3双特异性抗体诱导每个PDLO中的淋巴瘤细胞显著减少,表明PDLOs再现了双特异性免疫治疗应答。对治疗组和未治疗组PDLOs进行的基因富集分析表明,与T细胞介导的免疫应答相关的多个通路上调,包括MAPK通路、PD-L1通路和Th17细胞分化。BCR克隆性是淋巴瘤B细胞的一种特异性标记物。CD19:CD3双特异性抗体治疗后,优势单克隆BCR克隆型的频率显著降低。

与CD3:CD19抗体治疗一样,CD3:CD20双特异性抗体未诱导CD8或CD4 T细胞比例的变化,但增加了CD8和CD4 T细胞的活化。与CD3:CD20双特异性抗体相比,CD3:CD19双特异性抗体治疗能够更好地诱导CD4 T细胞活化。作者发现无论双特异性治疗类型如何,肿瘤杀伤效率与CD4 T细胞活化的相关性优于与CD8 T细胞活化的相关性,揭示了有效双特异性治疗应答的相关因素。

滤泡性淋巴瘤类器官(FL PDLO)构建评估流程示意图

综上所述,本研究描述了一种用于培养患者来源的淋巴瘤类器官(PDLOs)的培养方法,其包括原代TME的细胞。通过成功培养来自不同患者的冷冻保存的FL标本,并在3周内证明了TME细胞组成、肿瘤体细胞突变、基因表达谱和B/T细胞受体动力学的稳定性,从而确定了该体系的稳定性。经CD19:CD3和CD20:CD3双特异性抗体处理的PDLOs具有B细胞杀伤和T细胞活化作用。这个PDLOs系统可以通过患者特异性建模、高通量筛选、TME特征识别和治疗反应评估,为推进FL的个体化精准医疗提供一个强大的平台。