在晚期癌症（包括乳腺癌、肺癌和黑色素瘤）中，可能发生软脑膜疾病——一种与快速神经功能恶化相关的疾病。目前治疗选择有限，但研究人员认为中枢神经系统内的免疫细胞是理解该疾病生物学特性并指导治疗策略的关键。
为填补这一空白，来自国家基因组分析中心（CNAG）和法兰克福歌德大学的科学家团队聚焦于分析脑脊液。这种清澈无色的液体包围并支持中枢神经系统，可能包含有价值的生物学信号，包括免疫细胞活动的指标。
在他们近期发表于《Cell Reports Medicine》的研究中，研究人员对来自不同中枢神经系统肿瘤患者的脑脊液液体活检进行了单细胞RNA测序。他们发现了疾病特异性的免疫反应，表明脑脊液可作为监测中枢神经系统肿瘤和软脑膜疾病免疫及治疗反应的有价值工具。
首先，研究人员评估了来自中枢神经系统淋巴瘤（CNSL）、脑转移瘤（BrM）和胶质母细胞瘤（GB）患者的脑脊液液体活检。通过单细胞RNA测序，团队绘制了这些患者组以及神经炎症性疾病患者和健康参与者之间不同的免疫图谱。
分析揭示了两种宽泛的免疫模式。来自CNSL、神经炎症性疾病患者和健康个体的脑脊液主要由淋巴样细胞组成，而来自BrM和GB患者的样本显示出髓样细胞主导的免疫图谱。
进一步观察特定免疫细胞群体，发现了不同的疾病相关免疫景观。CNSL表现出增强的T细胞活化和T细胞受体扩增。特别是，BrM和GB组与健康对照组相比，CD4+和CD8+ T细胞显著减少。此外，来自神经炎症性疾病患者的脑脊液显示出促炎巨噬细胞丰度增加。
研究人员还应用转录组学分析来表征脑脊液细胞类型中的基因表达。例如，他们在BrM和GB组中观察到乳酸相关遗传程序的表达升高，这与脑脊液乳酸水平升高相关。这种代谢变化可能作为疾病生物标志物。
为了补充这些发现，团队还使用了空间转录组学，发现脑脊液细胞反映了中枢神经系统肿瘤组脑组织样本中免疫微环境的特征。
“得益于这种创新方法，我们了解到每种肿瘤类型都在脑脊液中创造了自身的微环境，反映了可能在疾病核心发生的情况，”共同作者、CNAG免疫学家Juan Nieto在一份新闻稿中解释道。“这有助于我们更好地理解肿瘤行为和免疫反应，为开发监测肿瘤动力学的新工具提供了非常有用的信息。”
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