《Hereditas》:Infiltrating B-cell subtypes and associated hub genes in nasopharyngeal carcinoma identified from integrated single-cell, bulk RNA-sequencing, and immunohistochemical data
为了驱散这片迷雾,江西医学院、南昌大学,江西省肿瘤医院国家卫生健康委鼻咽癌个性化诊疗重点实验室等机构的研究人员踏上了探索之旅。他们整合了公共数据库中的单细胞和批量 RNA 测序数据,还进行了免疫组化分析,全方位地研究 NPC 中肿瘤浸润 B 细胞亚型的预后价值,挖掘相关功能和关键基因,试图为 NPC 的治疗和预后判断找到新的突破口。
研究人员首先收集了 217 例 NPC 患者的组织样本,并进行免疫组化分析,检测 CD20+ B 细胞密度。通过卡普兰 - 迈耶(Kaplan-Meier)生存分析和多变量分析发现,CD20+ B 细胞浸润密度高的患者,5 年无远处转移生存率(Distant metastasis-free survival,DMFS)、总生存率(Overall survival,OS)和无进展生存率(Progression-free survival,PFS)都明显更好,这表明 CD20+ B 细胞浸润密度是 NPC 患者预后的独立预测因素。
接着,研究人员分析了公共单细胞和批量 RNA 测序数据集。利用 t 分布随机邻域嵌入(t-SNE)技术识别免疫细胞亚群,发现 NPC 组织中树突状细胞、CD4+ T 细胞和 CD8+ T 细胞比例比正常鼻咽上皮(Normal nasopharyngeal epithelial,NNE)组织高,而 B 细胞比例则相反。进一步分析 B 细胞多样性,发现浆细胞、幼稚 B 细胞和耗竭 B 细胞在肿瘤组织中浸润较高,而转换记忆 B 细胞在 NNE 组织中浸润较高。通过对不同 B 细胞亚型特征基因的分析,还发现幼稚 B 细胞和转换记忆 B 细胞高浸润的患者 OS 更好。
随后,研究人员对不同 B 细胞亚型进行基因本体(Gene Ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析。幼稚 B 细胞的差异表达基因(Differentially expressed genes,DEGs)富集在 T 细胞激活、B 细胞受体信号通路等促进免疫反应的功能和通路;转换记忆 B 细胞的 DEGs 富集在 B 细胞激活和免疫细胞增殖;浆细胞的 DEGs 富集在代谢相关功能和通路;耗竭 B 细胞则显著富集有丝分裂、染色质重塑等功能,但未发现富集的 KEGG 通路。
研究人员还利用伪时间轨迹分析探索 B 细胞分化过程,发现幼稚 B 细胞和转换记忆 B 细胞倾向于转化为耗竭 B 细胞和浆细胞。在这个过程中,相关标记基因的表达发生变化。同时,通过分析细胞间相互作用和蛋白质 - 蛋白质相互作用(Protein-protein interaction,PPI)网络,发现浆细胞在细胞相互作用中起主导作用。
最后,研究人员针对幼稚 B 细胞相关的 DEGs 确定了关键基因,如 CCR7、CD22 等。生存分析显示,这些关键基因中的部分基因是 NPC 患者 OS 的有利预测指标,且它们的表达水平随 NPC 病理阶段发展而降低。此外,检测 IgD 发现,IgD+ NPC 患者的 CD20+密度更高,且 5 年 DMFS 和 OS 更好。