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2025．01
客戶文獻發表－圖爾思生資團隊協助客戶發表癌症免疫療法相關不良反應治療研究成果＿Nature Communications (IF 14.7)
賀！圖爾思生物資訊團隊再次展現專業實力，成功協助長庚醫院鐘文宏醫師團隊完成最新研究，並將研究成果發表於國際重點期刊 Nature Communications。前往原文
我們是獲得官方 10x CSP（認證服務供應商） 認證的專業團隊，不僅在實驗端提供高水準的服務，也藉由圖爾思雲平台（單細胞分析） ，協助客戶快速生成並調整單細胞分析圖表。更重要的是，我們的生資專家以豐富的經驗，進一步將數據整理為更有價值的結果，幫助客戶順利完成文獻發表，為研究結果的呈現提供了強大的分析支援。
｜文獻導讀｜
ICI的挑戰與細胞機制探索
免疫檢查點（Immune checkpoints）的存在目的是避免過度免疫反應，從而保護健康細胞免於被免疫系統攻擊。然而，科學家發現癌細胞會利用這一機制逃避免疫系統的偵測與攻擊。因此，免疫檢查點抑制劑（Immune Checkpoint Inhibitors, ICI）應運而生，成為治療癌症的重要工具。
雖然 ICI 能幫助部分患者的 T 細胞有效追蹤並殺死癌細胞，但同時也可能引發免疫相關不良反應（immune-related adverse events, irAEs），其中一些皮膚副作用（ICI-induced cutaneous adverse drug reactions, cADR）如史蒂芬強森症候群（Stevens-Johnson syndrome/toxic epidermal necrolysis, SJS/TEN）甚至會危及生命。
本研究著重探討 CXCL10 與 TNF 信號在 ICI-SJS/TEN 中的作用，並提出以 TNF 阻斷治療作為管理和預防致命性皮膚 irAE 的策略。研究納入 148 名受試者，部分檢體進行 10X Genomics 5’ 單細胞分析。根據檢體來源及病灶嚴重程度，分為五組：
1. ISB 組（ICI-SJS/TEN_lesional_BC, n=5）：來自 ICI-SJS/TEN 患者皮膚病灶的水泡細胞。
2. ISP 組（ICI-SJS/TEN_PBMC, n=5）：來自相同患者的外周血單核細胞（PBMC）。
3. IMP 組（ICI-mild cADR_PBMC, n=1）：來自一名輕微 cADR 患者的 PBMC。
4. ITP 組（ICI-tolerant_PBMC, n=5）：來自與 ISB 患者年齡、性別及基礎疾病匹配的 ICI 耐受患者的 PBMC。
5. HD 組（HD_PBMC, n=5）：來自健康志願者的 PBMC。
單細胞分析揭示致病路徑與關鍵細胞
經細胞品質篩選後，共有 115,327 顆細胞進行細胞註釋與分群分析。分群後共得到 20 clusters，結果顯示 ISB 組的細胞類型以巨噬細胞/單核細胞/骨髓細胞（cluster 11）及 CD8+ T 細胞（cluster 6）為主（figure 1）。
（▲ figure 1）
將巨噬細胞相關群集（cluster 9-14）進一步分群後，分為 11 群（figure 2），發現 ISB 組主要由巨噬細胞組成。進行差異基因與GSEA分析後，ISB 組的up-regulated基因顯著富集於 TNFα、IFN-γ 和補體相關路徑。相同做法，T 細胞（cluster 3-7）的重新分群分析顯示，ISB 組中cycling T 細胞、類組織駐留記憶 T 細胞（Trm-like）細胞有比較高的佔比（figure 3）且GSEA分析中觀察到ISB組up-regulated genes在IFN-γ、IFN-α、IL-2_STAT5等路徑有顯著富集的趨勢。
（▲ figure 2）
（▲ figure 3）
研究團隊接著使用CellChat觀察免疫細胞群之間ligand-receptor network。此分析將前面25例10X Genomics單細胞樣品分成兩類：(1) ICI副作用明顯的 “ICI-SJS/TEN” 由ISB/ISP/IMP組成、(2) 對照組“ICI-tolerant & HD” 由為ITP/HD組成，結果顯示“ICI-SJS/TEN” 組在巨噬細胞/單核細胞/骨髓細胞的clusters與CD8+ T細胞相關的clusters之間有連線關係，但在“ICI-tolerant & HD”組沒有觀察到（figure 4）。
（▲ figure 4）
進一步以免疫螢光法驗證，發現 CXCR3+ CD8+ T 細胞及 CXCL10+ CD163+ 巨噬細胞在 ICI-SJS/TEN 患者的皮膚病灶中集中分布，而在ICI-mild cADR（輕微 cADR 患者，苔癬樣皮膚炎）中僅少量存在，HD（健康樣本）中則未檢測到。前面單細胞分析中觀察到高表現的免疫調節因子，如 CXCL10, TNF, GNLY 和 GZMB，在ELISA實驗也能觀察到 ICI-SJS/TEN患者水疱液中相較於燒傷相關損傷患者有顯著上升；而ICI-SJS/TEN患者相較於牛皮癬、異位性皮膚炎等病患也有一致趨勢。
TNF阻斷治療的潛力與臨床啟示
過去的研究顯示，組織中的巨噬細胞會釋放細胞激素和趨化因子（cytokines/chemokines），以促進效應 T 細胞（effector T cells）、組織駐留記憶 T 細胞（Trm）及其前驅細胞的定位、分化、生存與募集。本研究提供了多項證據，支持巨噬細胞/單核細胞/骨髓細胞在 ICI-induced的皮膚不良反應（ICI-induced cADR）中扮演關鍵角色，特別是在嚴重表皮壞死溶解症患者的檢體中。此外，也觀察到巨噬細胞釋放 CXCL9 和 CXCL10 等趨化因子，吸引血液中的 CD8+ 細胞毒性 T 淋巴細胞（CD8+ CTL，例如 CXCR3+ 細胞）至皮膚病灶，進一步導致表皮壞死與剝脫。
在 ISB 組（ICI-SJS/TEN_lesional_BC）中，cycling T 細胞與 Trm-like 細胞是主要的 T 細胞類型。根據文獻報導，大量 Trm 細胞參與了延遲型過敏反應的病理機制，但其在ICI-induced的嚴重皮膚不良反應中的作用尚未完全明確。此外，某些 Trm 細胞亞群可能是導致ICI-induced的白斑（ICI-induced vitiligo）的主要免疫細胞，而循環活化記憶 T 細胞（circulating activated memory T cells）則與ICI-induced的類自體免疫毒性有關。在ICI-induced的結腸炎中，也發現大量 cycling T 細胞參與快速的不良反應事件。因此推測，cycling T 細胞可能也參與了ICI-induced的 SJS/TEN 的病程。
已知 CD8+ CTL 的活化與「傳統藥物誘發的 SJS/TEN 患者」中大面積表皮壞死有關。本研究顯示，TNF 阻斷治療可能降低巨噬細胞分泌 CXCL10，進而干擾記憶型 CD8+ CTL 的募集。在一例 ICI-SJS/TEN 患者中，對高劑量全身性皮質類固醇治療無效，經接受 TNF 阻斷治療（etanercept，50 mg，兩週施打一次，共3 劑）後，病情顯著改善。這顯示 TNF 阻斷劑不僅能有效預防 ICI 誘發的皮膚不良反應復發，還可能作為未來的潛在治療策略。然而，在臨床應用中，須特別注意 TNF 阻斷治療在嚴重敗血症患者中應被禁用。
研究總結
1. TNF（腫瘤壞死因子）信號通路與巨噬細胞 CXCL10 的分泌及 CTL 的活化密切相關。
2. CXCL10 可募集 CD8+ CTL。本研究觀察到，ICI-SJS/TEN 患者水泡樣品中的巨噬細胞過度表現 CXCL10。
3. ICI-activated T cell可能是炎症反應的初始細胞，進一步促使單核細胞分化為巨噬細胞，並增強其遷移至病灶的能力。
4. 與系統性類固醇治療相比，接受 TNF 生物阻斷治療的 ICI-SJS/TEN 患者顯示更快的恢復，且在持續 ICI 治療期間未再發生嚴重皮膚不良反應。
圖爾思生資團隊的專業分析能力再次受到肯定，此次透過客製化數據分析，協助研究團隊深入解析 ICI 相關 irAE 的分子機制，並為未來治療策略提供有價值的科學基礎。
值得一提的是，由圖爾思生資團隊開發的圖爾思雲平台，於2024年榮獲第21屆國家新創獎，以「彈性、方便、省時」三大特色，快速解決基因體數據分析中的核心挑戰。該平台讓研究者無需撰寫程式碼，便能輕鬆完成多種體學分析，顯著提升科研效率。除了協助客戶分析之外，圖爾思也致力於推動知識分享與研究趨勢的傳播。我們於2024年曾舉辦專業的單細胞與空間轉錄體技術分享會、單細胞轉錄體工作坊，為研究人員提供最新的研究趨勢、數據分析技術與實作經驗交流，獲得了廣泛的好評。未來，我們期望有更多的客戶能參與這些活動，透過深入的學術互動，進一步提升研究能力並拓展新視野。
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我們是獲得官方 10x CSP（認證服務供應商） 認證的專業團隊，不僅在實驗端提供高水準的服務，也藉由圖爾思雲平台（單細胞分析） ，協助客戶快速生成並調整單細胞分析圖表。更重要的是，我們的生資專家以豐富的經驗，進一步將數據整理為更有價值的結果，幫助客戶順利完成文獻發表，為研究結果的呈現提供了強大的分析支援。
｜文獻導讀｜
ICI的挑戰與細胞機制探索
免疫檢查點（Immune checkpoints）的存在目的是避免過度免疫反應，從而保護健康細胞免於被免疫系統攻擊。然而，科學家發現癌細胞會利用這一機制逃避免疫系統的偵測與攻擊。因此，免疫檢查點抑制劑（Immune Checkpoint Inhibitors, ICI）應運而生，成為治療癌症的重要工具。
雖然 ICI 能幫助部分患者的 T 細胞有效追蹤並殺死癌細胞，但同時也可能引發免疫相關不良反應（immune-related adverse events, irAEs），其中一些皮膚副作用（ICI-induced cutaneous adverse drug reactions, cADR）如史蒂芬強森症候群（Stevens-Johnson syndrome/toxic epidermal necrolysis, SJS/TEN）甚至會危及生命。
本研究著重探討 CXCL10 與 TNF 信號在 ICI-SJS/TEN 中的作用，並提出以 TNF 阻斷治療作為管理和預防致命性皮膚 irAE 的策略。研究納入 148 名受試者，部分檢體進行 10X Genomics 5’ 單細胞分析。根據檢體來源及病灶嚴重程度，分為五組：
1. ISB 組（ICI-SJS/TEN_lesional_BC, n=5）：來自 ICI-SJS/TEN 患者皮膚病灶的水泡細胞。
2. ISP 組（ICI-SJS/TEN_PBMC, n=5）：來自相同患者的外周血單核細胞（PBMC）。
3. IMP 組（ICI-mild cADR_PBMC, n=1）：來自一名輕微 cADR 患者的 PBMC。
4. ITP 組（ICI-tolerant_PBMC, n=5）：來自與 ISB 患者年齡、性別及基礎疾病匹配的 ICI 耐受患者的 PBMC。
5. HD 組（HD_PBMC, n=5）：來自健康志願者的 PBMC。
單細胞分析揭示致病路徑與關鍵細胞
經細胞品質篩選後，共有 115,327 顆細胞進行細胞註釋與分群分析。分群後共得到 20 clusters，結果顯示 ISB 組的細胞類型以巨噬細胞/單核細胞/骨髓細胞（cluster 11）及 CD8+ T 細胞（cluster 6）為主（figure 1）。
（▲ figure 1）
（▲ figure 2）
（▲ figure 3）研究團隊接著使用CellChat觀察免疫細胞群之間ligand-receptor network。此分析將前面25例10X Genomics單細胞樣品分成兩類：(1) ICI副作用明顯的 “ICI-SJS/TEN” 由ISB/ISP/IMP組成、(2) 對照組“ICI-tolerant & HD” 由為ITP/HD組成，結果顯示“ICI-SJS/TEN” 組在巨噬細胞/單核細胞/骨髓細胞的clusters與CD8+ T細胞相關的clusters之間有連線關係，但在“ICI-tolerant & HD”組沒有觀察到（figure 4）。
（▲ figure 4）進一步以免疫螢光法驗證，發現 CXCR3+ CD8+ T 細胞及 CXCL10+ CD163+ 巨噬細胞在 ICI-SJS/TEN 患者的皮膚病灶中集中分布，而在ICI-mild cADR（輕微 cADR 患者，苔癬樣皮膚炎）中僅少量存在，HD（健康樣本）中則未檢測到。前面單細胞分析中觀察到高表現的免疫調節因子，如 CXCL10, TNF, GNLY 和 GZMB，在ELISA實驗也能觀察到 ICI-SJS/TEN患者水疱液中相較於燒傷相關損傷患者有顯著上升；而ICI-SJS/TEN患者相較於牛皮癬、異位性皮膚炎等病患也有一致趨勢。
TNF阻斷治療的潛力與臨床啟示
過去的研究顯示，組織中的巨噬細胞會釋放細胞激素和趨化因子（cytokines/chemokines），以促進效應 T 細胞（effector T cells）、組織駐留記憶 T 細胞（Trm）及其前驅細胞的定位、分化、生存與募集。本研究提供了多項證據，支持巨噬細胞/單核細胞/骨髓細胞在 ICI-induced的皮膚不良反應（ICI-induced cADR）中扮演關鍵角色，特別是在嚴重表皮壞死溶解症患者的檢體中。此外，也觀察到巨噬細胞釋放 CXCL9 和 CXCL10 等趨化因子，吸引血液中的 CD8+ 細胞毒性 T 淋巴細胞（CD8+ CTL，例如 CXCR3+ 細胞）至皮膚病灶，進一步導致表皮壞死與剝脫。
在 ISB 組（ICI-SJS/TEN_lesional_BC）中，cycling T 細胞與 Trm-like 細胞是主要的 T 細胞類型。根據文獻報導，大量 Trm 細胞參與了延遲型過敏反應的病理機制，但其在ICI-induced的嚴重皮膚不良反應中的作用尚未完全明確。此外，某些 Trm 細胞亞群可能是導致ICI-induced的白斑（ICI-induced vitiligo）的主要免疫細胞，而循環活化記憶 T 細胞（circulating activated memory T cells）則與ICI-induced的類自體免疫毒性有關。在ICI-induced的結腸炎中，也發現大量 cycling T 細胞參與快速的不良反應事件。因此推測，cycling T 細胞可能也參與了ICI-induced的 SJS/TEN 的病程。
已知 CD8+ CTL 的活化與「傳統藥物誘發的 SJS/TEN 患者」中大面積表皮壞死有關。本研究顯示，TNF 阻斷治療可能降低巨噬細胞分泌 CXCL10，進而干擾記憶型 CD8+ CTL 的募集。在一例 ICI-SJS/TEN 患者中，對高劑量全身性皮質類固醇治療無效，經接受 TNF 阻斷治療（etanercept，50 mg，兩週施打一次，共3 劑）後，病情顯著改善。這顯示 TNF 阻斷劑不僅能有效預防 ICI 誘發的皮膚不良反應復發，還可能作為未來的潛在治療策略。然而，在臨床應用中，須特別注意 TNF 阻斷治療在嚴重敗血症患者中應被禁用。
研究總結
1. TNF（腫瘤壞死因子）信號通路與巨噬細胞 CXCL10 的分泌及 CTL 的活化密切相關。
2. CXCL10 可募集 CD8+ CTL。本研究觀察到，ICI-SJS/TEN 患者水泡樣品中的巨噬細胞過度表現 CXCL10。
3. ICI-activated T cell可能是炎症反應的初始細胞，進一步促使單核細胞分化為巨噬細胞，並增強其遷移至病灶的能力。
4. 與系統性類固醇治療相比，接受 TNF 生物阻斷治療的 ICI-SJS/TEN 患者顯示更快的恢復，且在持續 ICI 治療期間未再發生嚴重皮膚不良反應。
圖爾思生資團隊的專業分析能力再次受到肯定，此次透過客製化數據分析，協助研究團隊深入解析 ICI 相關 irAE 的分子機制，並為未來治療策略提供有價值的科學基礎。
值得一提的是，由圖爾思生資團隊開發的圖爾思雲平台，於2024年榮獲第21屆國家新創獎，以「彈性、方便、省時」三大特色，快速解決基因體數據分析中的核心挑戰。該平台讓研究者無需撰寫程式碼，便能輕鬆完成多種體學分析，顯著提升科研效率。除了協助客戶分析之外，圖爾思也致力於推動知識分享與研究趨勢的傳播。我們於2024年曾舉辦專業的單細胞與空間轉錄體技術分享會、單細胞轉錄體工作坊，為研究人員提供最新的研究趨勢、數據分析技術與實作經驗交流，獲得了廣泛的好評。未來，我們期望有更多的客戶能參與這些活動，透過深入的學術互動，進一步提升研究能力並拓展新視野。
