肿瘤微环境中三级淋巴结构的空间组织。图像显示包含T细胞（绿色）、B细胞（粉色）和滤泡树突状细胞（青色）的三级淋巴结构，周围是肿瘤细胞（红色）和基质细胞（黄色）。图片来源：德克萨斯大学MD安德森癌症中心
在《科学》杂志发表的一项研究中，德克萨斯大学MD安德森癌症中心的研究人员开发了一个针对多种癌症类型的特异性免疫结构——称为三级淋巴结构(TLSs)的空间图谱。这一首创性的图谱揭示，TLS的成熟状态、空间位置以及在肿瘤内的组成可能提供关于癌症预后和治疗反应的临床意义信息。
该研究由Linghua Wang博士领导，他是基因组医学教授、细胞语言智能中心主任兼执行主任、James P. Allison研究所的副成员，以及UT MD安德森癌症中心肿瘤数据科学研究所的重点领域共同负责人。
在这项研究中，研究团队开发了可扩展的人工智能(AI)框架，用于从空间组学数据和常规病理切片中检测、分析和分类TLSs。他们还创建了一个复合评分系统，以更有效地根据不同癌症类型和治疗背景对患者的预后和治疗反应进行分层。
Wang表示："在这项研究之前，关于TLSs作为生物标志物的关注点主要集中在其是否存在，以及在某些情况下是否成熟。在这里，我们展示了可以深入探究更多。肿瘤组织中的TLSs远比这复杂。它们的成熟状态、空间位置以及在肿瘤内的组成可以告诉我们关于肿瘤免疫微环境、治疗反应和临床结果的关键信息。"
三级淋巴结构及其在癌症中的重要性
免疫系统对肿瘤的反应是在肿瘤微环境中进行的高度协调的努力。在某些肿瘤中，免疫细胞聚集在一起形成称为三级淋巴结构(TLSs)的组织化结构。这些结构作为局部免疫"枢纽"运作，将B细胞、T细胞、抗原呈递细胞和其他支持细胞聚集在一起，帮助协调抗肿瘤免疫反应。
先前的研究表明，TLSs——特别是那些更成熟的TLSs——通常与多种癌症类型中更好的患者预后和对免疫治疗的改善反应相关。然而，仅TLSs的存在并不能说明全部情况。
这项研究将这一理解推进了几步。肿瘤可能包含具有非常不同组织水平、细胞组成和肿瘤细胞内空间关系的TLSs，研究人员表明这些差异携带着重要的生物学和临床信息。
拓展我们对三级淋巴结构的理解
尽管人们普遍认为TLSs在癌症中很重要，但我们对它们的细胞和分子异质性的理解仍然有限，特别是在大量人类肿瘤样本的自然空间背景中。
本研究通过开发可扩展的计算框架，从空间组学数据中精确检测、全面分析和分类TLSs，来解决这一差距。利用这一框架，研究团队构建了一个涵盖12种癌症类型的340个样本的泛癌症TLSs空间图谱。该图谱使他们能够检查肿瘤组织中的TLSs景观，定义TLSs在关键特征上的变化，并确定与TLSs成熟相关的转录程序。
研究发现，TLSs在不同组织中差异显著。随着TLSs成熟，它们变得更加有组织，并在免疫、基质和血管成分中经历协调变化。此外，它们与肿瘤细胞的接近程度与肿瘤信号的空间梯度相关。
这些发现表明，TLS成熟和空间背景与不同的肿瘤信号环境相关，并可能反映肿瘤免疫微环境的重要特征。
为了使这些见解更具可扩展性，研究团队还开发了一个AI框架，用于从病理图像中快速识别和分类TLSs，这些图像在日常临床护理中常规使用。训练这个AI模型使TLSs分析过程更容易转化为临床应用，同时也使过程显著更快和更具可扩展性。AI框架使研究人员能够更进一步，从10个独立队列中超过3,000张全切片图像中评估25,088个TLSs，并为特定患者的肿瘤开发TLS"组成评分"。
这种组成评分不仅捕捉TLSs的数量，还捕捉它们在肿瘤内的成熟状态。这种方法在根据预后和治疗反应对患者进行分层方面显著优于传统的TLS测量方法，表明考虑到成熟状态的TLS生物学更详细视图可能比仅TLS存在提供更具临床意义的信息。
TLS复合评分方法必须在前瞻性临床试验中得到验证。如果成功，该框架可以支持将TLS分析更广泛地整合到常规病理工作流程中，因为它使用常规病理图像。
这些发现也提出了重要的生物学和治疗问题。研究的一个重要观察是，肿瘤组织中的许多TLSs仍处于未成熟状态，有些位于远离肿瘤区域而非肿瘤细胞内部或相邻的位置。这表明未来的研究应调查如何促进TLSs向更成熟和功能性状态发展，以及如何增强它们与肿瘤细胞和更广泛的肿瘤微环境的空间相互作用。
这些努力可能有助于确定促进有效TLS形成和成熟以及增强TLS相关抗肿瘤免疫反应的治疗策略。
出版详情
Kyung Serk Cho等人，《泛癌症三级淋巴结构空间图谱》，《科学》(2026)。DOI: 10.1126/science.adz2742
关键医学概念
三级淋巴结构
癌症免疫治疗
临床类别
肿瘤学
过敏与免疫学
由德克萨斯大学MD安德森癌症中心提供
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