纽约 - 一种新的工具，用于分析血液中免疫细胞的组成和活性，而无需隔离完整细胞，可以为发现生物标志物和揭示癌症和其他疾病中免疫功能的未知方面提供强大的工具。
由达特茅斯大学研究人员领导的一组发表了一项研究在自然通讯上周描述了用于分析甲基化阵列数据的一组文库的创建，并表明它可以在样品中产生精确图像，而无需通过流式细胞术分离实际的完整细胞。
根据作者的说法，该方法可以区分周围血液中的12种不同细胞类型，包括密切相关的细胞类型，例如T细胞亚型和各种粒细胞。此外，该库还包括多个细胞衍生的比率和比例，例如中性粒细胞与淋巴细胞比例或幼稚的记忆比，总计超过56个总免疫剖面变量。
达特茅斯 - 希奇科克（Dartmouth-Hitchcock's）的癌症人口科学研究计划联合导演布罗克·克里斯滕森（Brock Christensen）表示：“通过流式细胞术，您需要一个新的样品或冷冻保存样品，并且主要集中在细胞表面标记上，这是一组有限的蛋白质。”诺里斯棉花癌中心。“尽管在这里，我们可以在表观基因组中测量近十亿个离散的位点，以获得……所有这些特定细胞类型的特征的超高分辨率图片。”
他解释说：“一旦知道了这些信息，并且使用一些强大的机器学习方法来辨别图书馆的最佳CPG站点集，那么您就可以获取这些信息并将其应用于整个血液样本。”
根据克里斯滕森（Christensen）和他的合着者的说法，这打开了研究细胞计数和特征之类的可能性，否则这些东西使用现在收集的癌症和其他疾病生物库中收集的存档DNA，否则需要新鲜的血液样本。
基于RNA的方法已经在这种静脉中使用，最值得注意的是T细胞曲目测序。
但是克里斯滕森说，DNA甲基化提供了一个更好的场所。他说：“关于甲基化的好处之一是，给定位点上的甲基化标记被视为存在或不存在。因此，基于DNA甲基化方法的准确性始终会超过基于RNA的反卷积方法。”
“它永远不会好起来，因为您可以在给定的单元格类型中具有广泛的可变数量的特定于特定于特定的转录物。”这意味着解构操作，“分离所有组件的数学底层......它也不会工作。”
新方法背后的DNA甲基化阵列方法是几年前的研究人员“偶然发现了”在比较癌症患者和对照中血液中甲基化的研究。
“我们在病例和控制之间看到了这些巨大的[差异]，但它真的只是患病的人有不同的免疫剖面，所以我们开始思考，我们如何应对这一点？我们可以调整免疫的差异吗？细胞比例使我们可以寻找甲基化的独立影响？“
根据克里斯滕森（Christensen）的说法，俄勒冈州立大学的研究员安迪·霍斯曼（Andy Houseman）发布了一种使用免疫细胞贡献来清理甲基化阵列数据的方法来清理甲基化阵列数据的方法在2012年。此后，由于克里斯滕森的共同作者和CPS同事卢卡萨斯州的表观遗传流行病学广泛使用在2018年跟进使用更新的参考库，针对Illumina阵列平台的当前标准进行了优化。
最初，Christensen及其同事专注于使用这些方法来帮助调整免疫细胞相对贡献的甲基化分析。“只有几年前，我们才开始意识到……而不是仅仅在我们对甲基化感兴趣的模型中使用它来调整它，为什么我们实际上不问有关免疫系统的问题？”克里斯滕森说。他补充说：“现在，这已成为我们的重点，尤其是在……快速发展的免疫调节疗法的时代。”
在研究中，克里斯滕森，萨拉斯及其共同作者描述了他们的图书馆的创建将甲基化数据转化为免疫细胞群的读数，这需要从志愿者队列中初始隔离和定量个体细胞类型。
使用机器学习将该数据与同一个人的甲基化阵列数据进行比较，该组能够创建和验证从甲基化模式中递送细胞群的反向预测器。
萨拉斯说，对于这种方法的未来应用重要的是，他和他的团队能够收集多样化的人群来通知其免疫细胞反卷积图书馆。他说：“我们有男性，女性，不同的年龄，并且我们拥有广泛的信息，因此我们可以独立于祖先背景（和其他遗传差异）推断。”
他说，本集团在隔离细胞类型中的成功也至关重要。“这听起来可能很简单......但这是发展这个图书馆的最具挑战性的部分，”他指出。“其他几个群体已经尝试过，他们并不成功......因此我们对我们拥有真正标准化的东西是一个真正的成功。”
该研究的作者用已知的细胞计数以及一组来自基因表达综合的人工混合物验证了所得的流式细胞仪样品。
该团队还在各种情况下完成了一些早期的方法，从多发性硬化，类风湿性关节炎，乳腺癌患者和Covid-19感染中使用公共可用的数据集。
在乳腺癌队列中，研究人员在接受化疗之前和之后比较了患者的甲基化预测的免疫细胞比较或化学/辐射的组合。在仅74名接受放射治疗的患者中，中性粒细胞比例显着增加，治疗后几种淋巴谱系的镜面减少。在70例治疗的患者中，嗜酸性粒细胞，单核细胞和调节T细胞比例显着增加，并且治疗后的内存B细胞减少。
克里斯滕森现在正在评估预测对癌症免疫疗法的反应的方法。他是在头部和颈部癌症患者的Dartmouth和Dana-Farber的一项研究中，并表示研究人员在审查中也有IRB，使他们能够促进所有FDA批准的免疫治疗治疗患者跟踪他们的响应并寻找预测免疫签名。
除了癌症之外，他表示，该团队还可以看到单克隆抗体药物空间的立即应用，用于免疫障碍，如类风湿性关节炎。
“每次你打开电视你都会看到一些单克隆抗体治疗的新广告，他们透过了整个潜在的副作用列表，”克里斯滕森说。“如果我们能够做得更好的预测，预测谁会恢复良好，那么谁可能不会根据更详细的免疫分析工具做得更好。”
该方法还可以帮助早期临床试验，作为伴随诊断工具，以选择最有可能响应的患者的子集，从而提高成功读数的几率。
最后，作者写道，该方法可以潜在地帮助当前的临床评估，在该评估中，如果不能立即处理样品，则流式细胞仪是标准的。由于该方法允许评估比现有测试可以容纳更多的细胞类型，因此它也可以允许新的，更全面的临床分析。
例如，克里斯滕森说，目前使用的完全细胞血统血统综合评估，仅限于五种一般免疫细胞类型。但达特茅斯团队展示了其DNA的方法可以将其扩展到12种免疫细胞类型。
在那种光明中，CBC是“根本不是真的完整，”他说，“所以我们认为未来有一些房间采取我们正在做的，给患者和临床医生提供更多详细的免疫剖面，也没有需要细胞。“