ASC被认为来源于活化的B细胞，通过GC反应或在滤泡外（EF）分化形成。其中，B细胞通过GC可分化为长寿命、高度成熟PC并产生高亲和力抗体，通过EF分化为短寿命、不成熟PB，产生低亲和力和多反应性抗体。EF相关B细胞以CD21-CD11c和T-box转录因子T-bet为特征，通常以非典型记忆（AtM）B细胞形式出现。因此，深入分析癌症生态系统中B细胞的命运和调节途径，有助于描绘肿瘤特异性模式和克隆分支。
该研究揭示了B细胞和PC内的异质性，共鉴定了15个B细胞亚群和10个PC亚群；推导并验证了两种独立的ASC分化途径（即GC和EF途径），其具有明显的癌症类型偏好；确定了调节B细胞分化的动态代谢-表观遗传信号网络。特别地，研究团队发现与EF途径相关的非典型记忆（AtM）B细胞与免疫抑制性TME和不良预后有关。
文章发表在Science
图：人类泛癌B细胞图谱的系统分析
B细胞浸润在不同类型癌症中差异较大，为此，研究团队评估了癌症基因组图谱（TCGA）泛癌数据集中B细胞浸润的丰度，选择肿瘤内B细胞评分高和中等的癌症类型进行采样（图1）。对来自不同癌症类型患者的配对肿瘤、淋巴结转移、邻近正常组织和外周血进行单细胞RNA测序（scRNA-seq）和单细胞B细胞受体测序（scBCR-seq），并整合了大量已发表数据集，最终在来自20种癌症类型的269名供体的477个样本中构建泛癌B细胞图谱。该图谱共包含474,718个B细胞转录组，其中69.24%为该研究新生成。
图1. 不同人类癌症中B细胞的单细胞分析
研究团队通过无监督聚类分析确定了15个不同的B细胞亚群，包括IFIT3+炎性B细胞、DUSP4+AtM B细胞、GC B细胞和PC等，这些亚群表现出不同的组织和癌症类型偏好；其中，对PC进一步聚类可分为10个不同的亚群。
ASC是终末分化的B细胞，通过产生抗体执行效应功能。研究团队发现，肿瘤浸润性ASCs的多样性高于邻近正常组织和血液中的ASCs；癌症类型对ASC发生率的影响较大。图2A-D高分辨率图谱显示出肿瘤浸润性ASC在组织分布、癌症类型偏好、BCR库和转录组学特征方面的多样性。
研究团队利用基因表达推断了B细胞到ASC的分化轨迹，发现其分为GC和EF两种不同途径。GC途径主要通过Bm细胞、循环GC、GCLZ和GCDZ实现，EF途径主要通过AtM、ACB、IFIT3B、HSPB、pre-GC和MT1XB实现。进一步，研究团队评估了上述B细胞分化途径在癌症生态系统中的作用。结果显示，GC、EF两种途径具有明显不同的癌种偏好性，如肝癌主要由EF途径驱动，而肠癌则主要由GC途径驱动。
接下来，研究团队深入比较了两种来源ASC在转录组、BCR免疫组库和表观遗传调控等方面的差异。结果显示，与GC来源ASC相比，EF来源ASC在肿瘤中的中位频率显著较高，基因表达和BCR克隆型的多样性显著较低；GC来源ASC在激活诱导的胞苷脱氨酶（AID）、WRC/GYW和WA/TW热点中具有更高的突变频率。上述结果表明，EF和GC途径具有不同的癌症生态系统。
图2.人类癌症中浆细胞的两种发育途径
AtM B细胞是EF来源ASCs的主要祖细胞，并在TME中发挥关键作用。研究团队全面分析了AtM B细胞的表型、功能、空间定位等。结果显示，AtM B细胞高度表达BCR信号（SYK）、免疫调节和激活基因，具有耗竭和旁观活化的表型，可分泌识别自身抗原的抗体，且分化途径独立于GC。上述结果表明，AtM B细胞具有独特的免疫表型和分子特征。
研究团队还发现，AtM B细胞最初位于未成熟TLS中心，在TLS成熟过程中逐渐迁移到外周；PD1HiCD4+外周辅助T细胞（Tph）细胞与AtM B细胞在空间上存在共定位，并通过IL21-IL21R轴诱导AtM B细胞的分化。
为进一步研究滤泡外AtM B细胞的免疫库，研究团队进行了同型分析，发现与Bm细胞相比，AtM B细胞中IGHD和IGHM含量较高，IgG、IgA和IgM含量较低；Bm细胞中SHM水平较高，但AtM B细胞中SHM较低或中等。此外，与Bm和GC B细胞相比，AtM B细胞具有高TF活性。
图3. 人类癌症中AtM B细胞的GC非依赖性发育
研究团队分析了TME中EF与GC途径的主要反应机制，发现不同癌症类型的代谢途径存在很大差异，表明B细胞可能受到代谢调节。鉴于谷氨酰胺在TME中具有重要作用，且与B细胞免疫表型相关，研究团队深入探究了谷氨酰胺与B细胞免疫表型之间的关系。结果显示，EF反应优势型癌症（如LIHC、CESC）中谷氨酰胺水平高于GC反应优势型癌症，LIHC肿瘤中的谷氨酰胺显著高于邻近正常组织。因此，谷氨酰胺代谢可能在引发TME的EF反应中具有潜在作用。
研究团队进一步通过单细胞代谢通路分析、非靶向质谱等技术，发现谷氨酰胺衍生的代谢物α-酮戊二酸（α-KG）会增加AtM B细胞相关转录因子Tbet和BATF的表达并促进其分化，激活哺乳动物雷帕霉素靶复合物1（mTORC1）信号传导。因此，AtM B细胞获得了一种免疫调节功能，抑制了抗肿瘤T细胞反应，促进了免疫抑制TME的形成。在多个癌种中，AtM B细胞与不良预后和免疫治疗抵抗相关。
图4. 谷氨酰胺促进AtM B细胞分化以获得免疫调节功能
综上所述，肿瘤浸润性B细胞在肿瘤免疫中发挥重要作用，并可作为免疫治疗应答的预测因子。该研究结合单细胞转录组、 B细胞受体免疫组库和表观基因组的多组学数据，绘制了全面的泛癌B细胞图谱，系统表征了肿瘤浸润性B细胞的异质性、表观调控机制，以及动态分化途径的潜在诱导机制及临床相关性，为后续B细胞研究提供了重要参考，并为靶向B细胞的肿瘤免疫治疗提供了新思路。
Ma J, Wu Y, Ma L, et al. A blueprint for tumor-infiltrating B cells across human cancers. Science. 2024;384(6695):eadj4857. doi:10.1126/science.adj4857
https://doi.org/10.1126/science.adj4857
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