利用空間分析推動CAR-T細胞治療在兒童實體瘤中的治療方案開發(fā)

兒科癌癥是一個迫切而重要的問題，需要高度精確的診斷和治療方法，然而很多必要的工具尚未開發(fā)。大約60%的兒科癌癥是實體瘤，這些癌癥的預后很差，死亡率高達40%。盡管目前的治療方法有化療和放療等，但復發(fā)仍可能發(fā)生，死亡率高達66%。

來自休斯頓德克薩斯兒童醫(yī)院、貝勒醫(yī)學院的兒科腫瘤學家David Steffin博士的團隊專注于利用CAR-T細胞治療方法治療兒童實體瘤，他分享了他的團隊如何實施CODEX來幫助他開發(fā)治療兒童實體瘤的新療法。

利用空間分析推動CAR-T細胞治療的前沿

雖然在鑒別兒科癌癥的組織學特征和確定遺傳突變方面取得了顯著進展，但腫瘤細胞與基質細胞和浸潤性免疫細胞亞群的相互作用尚未得到廣泛定義。在兒童食管癌中，免疫療法已成為一個有吸引力的選擇。這些療法包括但不限于檢查點抑制劑，單克隆抗體，疫苗，以及Steffin博士的工作重點，適應性細胞療法，即CAR-T細胞治療。

來自David Steffin博士演講報告

免疫組織化學雖然對空間評估很有用，但每次只能檢測一個或幾個標記物，這使得串聯(lián)評估組織的蛋白表達具有挑戰(zhàn)性。另一方面，單細胞RNA測序有助于識別基因表達的變化，但不能提供細胞組織的信息。為了真正理解細胞混合的復雜性，Steffin博士和他的團隊決定將空間環(huán)境作為解開癌癥引發(fā)的許多復雜問題的關鍵因素。

空間生物學是對組織或細胞在其體內(nèi)特定微環(huán)境的研究。當我們提到癌癥時，這一點尤其重要，實體瘤很可能是高度不均一的。例如，單個活檢、單個患者或患者之間的腫瘤之間可能存在差異性。除了細胞與細胞之間的相互作用外，了解不同患者之間癌癥的差異，為研究特定的藥物靶點創(chuàng)造了機會。

來自David Steffin博士演講報告

CODEX如何提供幫助開始空間環(huán)境分析

Steffin博士所選擇的CODEX技術，是一種超高多重成像技術, 它是建立在單細胞分辨率水平的單細胞技術，使免疫組織化學的空間信息具有更高的分辨率和實現(xiàn)更多的生物標志物。理論上它可實現(xiàn)無限數(shù)量的生物標記來識別更大的細胞亞群，并在相同的空間中描述總體的細胞相互作用。

基于預測生物標志物表達、免疫細胞定位和細胞鄰域等信息，他們在實體瘤中探索新的免疫逃逸機制，最終目標是識別特定的治療靶點。為此，他們比較了來自結節(jié)硬化和混合細胞性腫瘤的單個實體腫瘤組織樣本，以評估每個腫瘤不同區(qū)域內(nèi)相似細胞表型的分布。使用機器學習算法來描繪細胞大小和形狀，然后使用聚類和分割算法來識別細胞相互作用。

來自David Steffin博士演講報告

他們使用各種經(jīng)過驗證的抗體面板，通過CODEX技術生成超高多重圖像來評估兒童淋巴瘤。將這些圖像外推到XY平面上注釋表型，并進行細胞間距離計算。還使用CODEX識別具有共同細胞結構的特定組織區(qū)域，并將這些區(qū)域與其他組織進行對比。

來自David Steffin博士演講報告

通過使用樣本表型輸出和Pearson相關系數(shù)生成的熱圖，以無監(jiān)督方式評估細胞移生和細胞相互作用。這種類型的分析使研究小組能夠識別接近PD-L1+腫瘤細胞和成纖維細胞的衰竭T細胞。

來自David Steffin博士演講報告

使用降維(上面包含UMAPs和TSNE圖)可以注釋特定組織中的區(qū)域，然后與其他組織樣本進行對比。這些數(shù)據(jù)可以用來進行最近鄰計算。在混合細胞性腫瘤的情況下，研究小組能夠確定在PD-L1+細胞附近有較高比例的功能失調(diào)性T細胞，表明PD-L1陽性對這些類型的組織發(fā)揮免疫抑制作用。

來自David Steffin博士演講報告

許多微環(huán)境因素抑制了實體腫瘤免疫治療的效果，問題仍然是:我們?nèi)绾未_定哪些抑制因素存在，以便我們可以做出更好的治療。使用CODEX，我們可以圈定具有不同表型的單個細胞中CAR-T細胞的存在和功能。

Steffin博士的團隊通過使用CODEX技術來幫助開發(fā)CAR-T細胞治療兒童實體瘤的新療法。

觀看由Steffin博士帶來的《CAR-T細胞治療前沿：實體瘤中的空間分析》的網(wǎng)絡講座，獲得更多應用細節(jié)。
 

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