Nature：头颈癌患者中鉴定出HPV-特异性B细胞反应

来源：BioArt

肿瘤中常常含有B细胞和浆细胞【1】，但这些肿瘤内的B细胞的功能和抗原特异性目前仍不清楚。

近日，来自埃默里大学医学院的Rafi Ahmed 和Andreas Wieland合作在Nature杂志发表文章Defining HPV-specific B cell responses in patients with head and neck cancer，在HPV阳性的头颈癌患者的样本中检测到HPV特异性B细胞反应，并且原位检测到HPV特异性IgG抗体。肿瘤微环境中存在HPV特异性抗体分泌细胞（ASCs），而招募来的流感病毒特异性ASCs较少，表明肿瘤微环境中存在局部性抗原特异性ASC反应。HPV特异性ASC反应与血浆中IgG的滴度具有相关性，并且靶向HPV蛋白E2、E6和E7，其中靶向E2的占大多数。利用肿瘤内B细胞和浆细胞产生几种HPV特异性人源单抗，具有高度的体细胞突变的特点，与长期的抗原暴露的特征相一致。单细胞测序显示肿瘤微环境中存在激活的B细胞、生发中心B细胞和ASCs。

研究人员首先收集表达了p16（HPV状态的标记物）的头颈鳞状细胞癌（HNSCC）样本，并在肿瘤样本中检测到HPV基因组DNA。随后在原位肿瘤的肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）、转移性肿瘤淋巴结（metLNs）和外周血单核细胞（PBMCs）中定量抗体分泌细胞（ASCs），发现metLNs和TILs中ASCs的数量显著高于PBMCs，且ASCs主要产生IgG类型的抗体，IgA和IgM类型的抗体次之，这与PBMCs中抗体亚型的丰度组成不同。进一步检测发现，metLNs和TILs中IgG+ ASCs能够产生HPV蛋白E2、E6、E7的特异性抗体，且E2特异性抗体反应占据大部分，p16+ HNSCC患者的循环中很容易检测到HPV特异性IgG+记忆B细胞，而p16- HNSCC患者则呈现出减少的淋巴细胞浸润，总的ASCs数量相当但缺乏HPV特异性IgG+ ASCs，且没有HPV特异性IgG+记忆B细胞（MBCs）。在p16+ HNSCC患者的肿瘤微环境（TME）中对比流感病毒和HPV特异性ASCs，发现外周血中流感特异性MBCs明显增高，但TME中HPV特异性ASC占主导地位。即尽管可能会出现一些不相关抗原特异性的激活如流感，但在肿瘤微环境中HPV特异性ASC反应主要是抗原驱动的。检测血浆中E2、E6和E7的IgG抗体滴度，发现p16+ HNSCC明显区别于p16- HNSCC和健康对照，主要由抗HPV E抗原的IgG1组成，IgG3次之，而IgG2和IgG4则没有检测到。此外，HPV特异性IgG的滴度和metLNs中HPV特异性IgG+ ASCs的比例具有相关性。

研究人员利用荧光标记E2蛋白从HPV+ metLNs中纯化分离HPV特异性“激活的B细胞（ABCs）”，随后产生单克隆抗体。约86%的ABCs成功产生识别E2的抗体，且其可变区的重链和轻链展示出高度的体细胞突变特征。从HPV+ HNSCC患者的metLNs和TILs中纯化分离出激活的B细胞进行单细胞RNA测序分析，发现具有4个细胞簇，分别是ABCs、ASCs、生发中心B细胞（GCBs）和过渡细胞，而接种季节性流感疫苗的PBMCs中缺乏GCB和过渡细胞群。即肿瘤微环境中包含几个抗原激活的B细胞亚群，如ABCs、GCBs和ASCs。

从HPV+ HNSCC患者的metLNs和TILs中分离ASCs、ABCs和GCBs，同时利用接种季节性流感的健康受试者的PBMCs的ASCs和ABCs作为对照，进行RNA-seq分析。PCAs分析以及K值聚合分析都显示ASCs、ABCs和GCBs三者基因表达具有差异，不同组织来源之间也具有差异。不考虑组织来源，ASCs不仅高表达常规ASC相关基因XBP1、MZB1、CD27和CD38，低表达B细胞谱系基因如MS4A1、IRF8和CD24，同时高表达浆细胞相关基因如PRDM1、SDC1和CD9。GCBs表达高水平的BCL6、AICDA、MME和S1PR2，促进生发中心的形成。而从PBMCs中分离的流感特异性细胞则不同于肿瘤来源细胞，高表达细胞迁移相关基因如CD52、S1PR4和ITGA3。最后，研究人员利用多重免疫组化染色定位HPV+ HNSCC肿瘤微环境中B细胞和ASCs的位置，发现相比于肿瘤实质区域，总的B细胞和ASCs更多定位于间质。肿瘤间质中激活的B细胞呈高密度，形成ABCs簇，表明肿瘤间质中存在生发中心反应。

总的来说，该研究对HPV阳性的头颈鳞状细胞癌的肿瘤微环境中的体液免疫进行研究，发现肿瘤微环境中存在HPV特异性激活的B细胞、抗体分泌细胞和生发中心B细胞，即存在HPV特异性B细胞反应，且反应倾向于发生在肿瘤间质而不是肿瘤实质内。该发现有助于加深我们对人类肿瘤微环境中体液免疫的理解，同时提示肿瘤浸润的B细胞或可用于开发治疗药物。