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集中式 γδ TCR 库数据库，助力未来治疗发现
作者 | 尼奥
“谁能想到，隐藏在免疫系统深处的γδ T细胞，竟可能是破解癌症密码的关键？“本研究首次动用TRUST4算法，对超过11,000份肿瘤样本中的γδ TCR进行大规模探秘，揭开了它们令人惊叹的多样性和潜在力量。
从精准预测癌症预后，到为免疫疗法提供新武器，γδ T细胞正在以科学界意想不到的方式闪耀。更酷的是，这些发现靠着标准RNA测序就能实现，为癌症研究打开了全新的可能性 -- 或许下一个改变癌症治疗的突破，就藏在这些细胞里！
01.
γδ T细胞，
T淋巴细胞中的独特子集
γδ T 细胞（γ-delta T 细胞）是 T 淋巴细胞群体中的一个独特子集，与更为常见的 αβ T 细胞相比，它们具有特殊的结构和功能特点。γδ T 细胞的 T 细胞受体（TCR）由一条 γ 链和一条 δ 链组成，其多样性通过 V(D)J 重组机制形成。在免疫系统中，γδ T 细胞的数量相对较少，但其作用不容忽视，因为它们在先天性和适应性免疫中均有重要贡献。
与依赖主要组织相容性复合体（MHC）呈递抗原的 αβ T 细胞不同，γδT细胞能够以 MHC 非限制性方式识别抗原。这一特性使其在应对多种病原体及恶性肿瘤方面具有显著优势。例如，γδT细胞可以识别多样化的抗原，尤其是在感染和癌症发生中，展现了免疫监视和抗肿瘤的潜力。特定亚群如 Vγ9Vδ2 细胞，在肿瘤微环境和外周血中均有分布，并通过分泌细胞因子（如干扰素 γ 和肿瘤坏死因子 α）及直接细胞毒性作用，对肿瘤和感染起到免疫调节作用。
γδTCR 表达和多样性可以作为多种癌症的预后生物标志物
有研究表明，部分 γδT 细胞亚群（如 Vδ1）可直接浸润多种肿瘤组织并发挥抗肿瘤功能。然而，某些肿瘤浸润的 γδT 细胞亚群也可能显示出促肿瘤的效应，表现出一定的功能可塑性。这种双面性为 γδT 细胞在癌症免疫学中的研究提出了挑战，也提供了机会。
近年来，靶向激活 γδT 细胞的新方法为增强其抗肿瘤功效开辟了新途径。例如，通过靶向 BTN3A1 激活 Vδ2 细胞，研究人员成功恢复或增强了 γδT 细胞的功能。同时，γδT 细胞与免疫检查点抑制剂（ICI）反应的关系，尤其是在人类白细胞抗原（HLA）表达较低的癌症中，进一步拓宽了其在难治癌症治疗中的应用潜力。
02.
11,473 个肿瘤 RNA 测序样本，
TRUST4计算工具一次性搞定
尽管 γδT 细胞在肿瘤免疫中的重要性日益凸显，我们仍对其在肿瘤微环境中的具体构成仍缺乏全面了解。传统单细胞技术（如 10X Chromium 平台）虽然能揭示 αβ T 细胞 TCR 的多样性，但在 γδ TCR 的覆盖和深度分析方面仍存在不足。
γδTCR的综合泛癌分析
为了更全面地分析 γδT 细胞库，研究人员开发了诸如 TRUST 和升级版 TRUST4 的计算工具。这些工具能利用肿瘤 RNA 测序（RNA-seq）数据，对 TCR 和 BCR 的互补决定区 3（CDR3）序列进行从头组装，并有效捕捉较低丰度的克隆类型。通过这些工具，对包括癌症基因组图谱（TCGA）在内的大规模肿瘤 RNA 数据集的分析，已揭示 γδT 细胞在不同癌症类型中的潜在作用，为研究 γδT 细胞在肿瘤微环境中的独特地位提供了新的视角。
具体来说，研究人员利用高效的计算工具 TRUST4 对 TCGA（癌症基因组图谱）数据库中 RNA 测序数据进行了深入分析，以构建全面的 γδ TCR 泛癌症目录。本次研究涵盖了 10,970 个 BAM 文件，涉及 10,131 名患者，其中大部分为双端测序数据，少数为单端数据。TRUST4 工具能够从头组装 TCR 转录本的关键区域 -- CDR3 序列，并从整个 TCGA 数据集中提取了约 300 万条读数。通过严格的过滤流程，剔除了无效的 CDR3 序列及具有矛盾性注释的序列，最终鉴定出 34,129 个独特的 γδ TCR 克隆，其中 6,751 个肿瘤至少包含一个 γδ TCR 克隆。在每位患者仅考虑一个肿瘤样本的情况下，共识别出 31,924 个独特克隆，进一步过滤后得到 22,205 个独特克隆。
TCR γ 链在 TCGA 癌症类型中的表达和克隆型分布
为扩展研究，分析还涵盖了来自 8 项免疫疗法研究的 503 个肿瘤 RNA 测序数据，从中提取约 0.2 百万个读数，并识别出 6,770 个 γδ TCR 克隆。
03.
γδTCR 对免疫疗法治疗肿瘤的预后意义
研究人员将 γδ TCR 的分析范围扩展到 TCGA 泛癌症数据集之外，结合来自 8 项免疫疗法研究中 503 个肿瘤的 RNA 测序数据，以探索 γδ TCR 特征在免疫治疗中的预后价值。在 Gide 的研究中，应答者（完全应答或部分应答）相比无应答者（病情稳定或病情进展）显示出更高的 γ 和 δ 基因富集度，无论是在治疗前、治疗中，还是整个患者队列中均如此。此外，治疗前或治疗中样本中 γ 基因富集分数较高的患者往往表现出更好的生存结果，其中 TRGV2、TRGV8 和 TRGV10 等基因通过 Cox 回归分析被证明具有保护作用。
TCGA 中 γδ TCR 的预后意义
在 Riaz 的研究中，类似的模式在整个队列和伊匹单抗进展期（Ipi-Prog）患者中也得到了验证。特别是，在 Ipi-Prog 亚组中，应答者的 γ 和 δ 基因富集评分明显更高，而未接受伊匹单抗治疗的患者中未观察到这一现象。Kaplan-Meier 总体生存分析进一步表明，治疗前和治疗中样本中 γ 富集评分较高的患者具有更好的生存预后。
此外，研究人员还分析了免疫治疗患者中 γ 链 TCR 的多样性指标，发现与无应答者相比，应答者的 γ TCR 库更为多样化。在 Riaz 和 Gide 的研究中，γ TCR 多样性得分（以归一化熵衡量）与患者生存率的提高显著相关。特别是在治疗前和治疗中样本中，TCR 多样性较高的患者往往表现出更好的无进展生存期和总体生存率。
免疫治疗研究中基于 γδTCR 的预后特征
尽管这些结论基于有限的数据，但研究结果表明，γ 和 δ 基因的富集及多样性指标具有重要的预后价值。将这些 γδ TCR 特征与其他已建立的生物标志物相结合，可进一步提高患者分层和个性化治疗的精确度，为免疫治疗的优化提供了新的方向。
04.
总结与前景
综上所述，本次研究通过 TRUST4 算法对多种癌症类型中的 γδ TCR 格局进行了全面剖析，提供了关于 γδ T 细胞在肿瘤免疫中的作用和潜力的重要见解。这项研究构建的高质量数据库不仅可以用于解析 γδ TCR 序列在不同肿瘤环境中的特异性，还能作为参考工具支持癌症相关研究和个性化治疗的开发。
TCGA 中 HPV 阳性与 HPV 阴性 HNSC 肿瘤中基于 γδTCR 的预后特征
分析还揭示了 γδ TCR 的多样性和克隆性与肿瘤免疫反应、患者预后及免疫疗法反应之间的复杂关系，尤其是 γδ T 细胞在不同肿瘤分子亚型中的特定贡献。研究还强调了 TRG 和 TRD 基因表达值在评估 γδ T 细胞活性和预测预后中的应用潜力，为开发针对性免疫疗法提供了新思路。通过利用这项研究提供的数据资源，未来有望进一步优化 γδ T 细胞的临床应用，为癌症治疗开辟了新的个性化免疫治疗途径。
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