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发表杂志名称：Molecular Therapy: Nucleic Acids
影响因子：6.5
online 时间：2025 年 1 月 22 日
研究概述
T 细胞耗竭（TEX）是免疫治疗的主要障碍，N6-甲基腺苷（m6A）修饰对其影响不明。本研究整合多组学数据进行泛癌分析，发现 m6A 修饰在细胞和单细胞水平影响 TEX 相关基因。基于 m6A-TEX 相互作用，识别出三种泛癌亚型，各亚型分子特征、免疫表型和生存结局不同。其中，TexLm6AL亚型预后较好，而TexLm6AH和TexHm6AH亚型较差。此外，m6A - TEX 相互作用还影响免疫检查点阻断疗法的疗效。本研究为 m6A 在 TEX 调控中的作用提供新见解，表明 m6A 调节因子有望成为癌症免疫治疗的生物标志物和治疗靶点。
研究结果
图 1：细胞系中 TEX 过程中 m6A 调节因子的表达模式
作者将 530 个 T 细胞系样本根据 PD-1 和 TCF7 表达分为不同的耗竭状态，通过比较高（前 25%）、低（后 25%）PD - 1 表达的 T 细胞系中 m6A 调节因子的表达模式（图 1A），发现 19 个 m6A 调节因子在正常（PD1−）和耗竭（PD1+）T细胞间存在显著表达差异（图 1B、表 S2），如ALKBH5 T细胞中表达显著升高（图1C）。进一步在祖细胞 Tex（PD1+TCF7+ ）和终末 Tex（PD1+TCF7− ）亚型中研究这 31 个 m6A 调节因子的表达，发现 14 个存在显著差异（图 1D、1E）。通过交叉引用，确定了 31 个 m6A 调节因子中有 9 个参与调节 TEX 动态（图 1F）。本图表明在细胞系水平，m6A 修饰与 TEX 过程密切相关，多个 m6A 调节因子在不同耗竭状态的 T 细胞中表达存在差异
图 2：m6A 调节因子与 TEX 基因在单细胞和网络水平的相互作用
作者整理了 675 个 TEX 相关基因，确定其中 305 个与 m6A 调节因子存在蛋白质-蛋白质相互作用（PPIs），基于 T 细胞系数据集计算它们的 Pearson 相关系数，得到 1,023 对显著相关的基因对（图 2A）。整合相互作用和共表达关系，构建了包含 204 个基因节点的功能相互作用网络，发现 TEX 相关基因和 m6A 调节因子间的相互作用大多为正调控（图 2B）。通过单细胞 RNA 测序数据评估 31 个 m6A 调节因子在CD8+ T 细胞中的表达模式，经降维和聚类分析得到 14 个细胞簇，分为细胞毒性 T 细胞、耗竭 T 细胞和其他 T 细胞三类（图 2C、2D）。比较细胞毒性 T 细胞和耗竭 T 细胞中 m6A 调节因子的基因表达，发现 28 个存在差异表达，其中 20 个在耗竭 T 细胞中上调，8 个下调（图 2E）。该图从单细胞和网络水平揭示了 m6A 调节因子与 TEX 基因的相互作用，且在单细胞水平进一步证实了二者的关联
图 3：基于 m6A - TEX 相互作用识别新型泛癌亚型
作者基于 m6A 调节因子和 TEX 相关基因的相互作用，对 TCGA 泛癌数据集进行无监督共识聚类分析，识别出三个簇，分别命名为TexHm6 AH 、TexLm6 AI 和TexLm6 AH ，这三个簇的 m6A 调节因子表达水平和 TEX 水平不同（图 S1、3A）。Kaplan-Meier 生存分析显示，三个亚型的生存结局存在显著差异，TexLm6AL 组生存情况较好，TexLm6H 和TexHm6H 组较差（图 3B）。评估三个亚型在 29 种癌症中的分布，发现不同癌症中各亚型的流行程度不同（图 3D、3E）。分析亚型分布与临床特征的关系，发现不同亚型在性别、年龄和癌症分期等方面存在显著差异（图 3F）。经单变量和多变量 Cox 回归分析，表明该亚型分类对总生存具有独立的预后价值（图 3G）。此图确定了基于 m6A - TEX 相互作用的新型泛癌亚型，且这些亚型与患者生存结局和临床特征相关
图 4：新型泛癌亚型的生物学和免疫学特征
作者识别出每个亚型中特异性表达的基因，TexHm6 AH 中有 170 个，TexLm6 AL 中有 88 个，TexLm6 AH 中有 499 个（图 4A）。对亚型特异性基因进行基因本体（GO）富集分析，发现TexHm6 AH 特异性基因富集于发育分化相关通路，TexLm6AL 主要与代谢和转运过程相关，TexLm6 AH 富集于发育和防御机制相关通路（图4B-4D）。评估 MsigDB 数据库中标志性基因集的富集情况，发现不同亚型具有不同的功能特征，TexLm6 AH 和TexHm6 AL 富集于免疫、代谢和信号通路，TexHm6AH 与细胞增殖相关通路关联更强（图 4E、S2）。通过计算 29 个功能基因表达特征的活性评分评估肿瘤微环境（TME）特征，发现不同亚型的 TME 存在显著差异，TexHm6 AH 亚型免疫细胞浸润少，呈免疫荒漠表型；TexLm6AH 亚型与免疫、血管生成等相关的基因表达特征升高；TexLm6 AL 亚型免疫浸润水平高，细胞毒性评分显著增加（图 4F）。该图详细阐述了新型泛癌亚型的生物学和免疫学特征，揭示了不同亚型在基因功能、代谢通路和肿瘤微环境方面的差异
图 5：m6A - TEX 相互作用与免疫治疗反应的相关性
作者对来自独立免疫治疗队列的黑色素瘤患者进行共识聚类分析，得到三个不同的组，这三个组的生存结局和免疫反应存在显著差异（图 5A、5C）。C3 组患者的生存期延长，C1 组生存结局较差。C3 组患者对免疫治疗的响应率显著高于 C1 组，如在 Gide 队列中，C3 组有 79.4% 的患者对治疗有反应，而 C1 组仅 35.7%；在 IMvigor210 队列中，C3 组响应率为 38.5%，C1 组为 15.0% （图 5B、5D）。该图表明 m6A - TEX 相互作用可作为患者对免疫检查点阻断疗法反应的重要预测指标
研究总结
本研究通过整合细胞系、单细胞 RNA 测序、泛癌和免疫治疗数据集的多组学数据，全面分析了 m6A 修饰与 T 细胞耗竭（TEX）之间的动态相互作用。在细胞和单细胞水平发现 m6A 修饰影响 TEX 相关基因的表达，基于此识别出三种泛癌亚型，各亚型具有独特的分子特征、免疫表型和生存结局。进一步研究揭示了这些亚型的生物学和免疫学特征，以及 m6A - TEX 相互作用对免疫检查点阻断疗法疗效的影响。虽然研究存在一定局限性，如缺乏实验验证、仅聚焦于CD8+ T 细胞等，但仍为理解癌症中免疫细胞功能障碍的分子机制提供了新视角，表明 m6A 调节因子有望成为癌症免疫治疗的生物标志物和治疗靶点，为改善癌症免疫治疗效果提供了潜在方向。
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