
Microbial signals in primary and metastatic brain tumors

实验设计与技术手段

CosMx SMI:在胶质瘤(n=19)和脑转移瘤(n=9)TMA(组织芯片)上,使用Human 6K Discovery + 定制16S探针,对近10万个单细胞进行高分辨率成像,精确定位细胞内16S信号并明确其在各类细胞中的分布。
GeoMx DSP:在胶质瘤(n=31)和脑转移瘤(n=19)TMA上选取数百个ROI,使用Whole Transcriptome Atlas(~18,000基因) + 免疫-肿瘤蛋白panel + 定制16S探针,系统揭示16S信号高表达区域显著富集免疫反应及代谢通路。

主要发现

脑肿瘤中微生物信号的细胞内分布分析
该研究在胶质瘤和脑转移瘤中均检测到细菌16S rRNA和LPS信号,主要以细胞内形式存在于肿瘤细胞、巨噬/小胶质细胞、星形胶质细胞及内皮细胞。CosMx SMI高分辨率成像显示,胶质瘤中0.65%、脑转移瘤中0.3%的细胞含有高置信度细胞内信号,非癌脑组织基本阴性。
细菌信号与免疫激活的关系
利用空间转录组GeoMx DSP检测发现,16S信号高的区域充满“抗菌免疫”痕迹,包括细菌感知通路、危险信号分子和抗菌蛋白的全面激活。脑转移瘤中还伴随中性粒细胞趋化因子与酶类上调。多重免疫荧光证实,CD16⁺中性粒细胞显著增多。上述结果表明,脑肿瘤内低丰度细菌是驱动局部抗微生物免疫反应和代谢重编程的重要因素。
细菌信号在肿瘤微环境中的空间分布
CosMx SMI结果显示,16S阳性细胞在肿瘤组织内呈明显的局灶性聚集,而非均匀散在,且与组织位置无关,排除技术偏移。且这些阳性细胞主要分布于肿瘤细胞核旁或胞质内,周围常伴CD68⁺巨噬/小胶质细胞、GFAP⁺星形胶质细胞和血管内皮细胞密集环绕,形成局部“免疫-基质微生态位”。这种局灶性的空间模式,强有力地提示低丰度细菌并非污染产物,而是脑肿瘤微环境中真实存在的功能性组分,并可能持续刺激局部免疫反应。