扫码联系客服
在肿瘤切片中发现三级淋巴结构（tertiary lymphoid structures，TLS），通常被认为是一个积极的免疫学信号。大量研究发现，TLS的存在与更好的抗肿瘤免疫反应及免疫治疗获益有关。
不过，随着单细胞和空间组学研究不断深入，一个问题逐渐显现：为什么有些肿瘤明明存在大量TLS，患者却仍然无法从免疫治疗中获益？
TLS由T细胞、B细胞、抗原呈递细胞及基质成分共同构成，能够为局部免疫应答提供条件。但同样被称为TLS的结构，其内部细胞组成、成熟程度和周围组织环境可能存在很大差异。
例如，有些尚未形成完整生发中心的TLS，已经能够支持具有抗肿瘤活性的T细胞；另一些TLS虽然聚集了大量B细胞，却缺少正常的分化和免疫协作。即使TLS内部保留了具有反应潜力的T细胞，周围的免疫抑制环境也可能限制它们发挥作用。
近期，Science、Nature、Cancer Cell和Nature Communications发表的多篇研究，从不同角度揭示了TLS功能差异背后的生物学机制。这些工作涉及TLS成熟轨迹、肿瘤代谢、解剖位置、肿瘤特异性T细胞、局部微生物及病理AI等多个方向。它们共同推动了一个研究问题：在识别TLS的基础上，进一步分析什么样的TLS具有免疫功能，以及哪些因素决定了这种功能。
一、Cancer Cell：未成熟TLS也有不同命运，肿瘤代谢可能决定它能否成熟
TLS成熟度是评价其功能的重要依据。一般来说，成熟TLS具有更加完整的B细胞滤泡、生发中心以及T细胞与B细胞的组织结构，能够支持B细胞分化和局部免疫应答。但如果将所有缺乏生发中心的TLS都归为未成熟结构，就可能忽略其中的重要差异。
2025年，Cancer Cell发表的一项肝细胞癌研究利用近单细胞分辨率空间转录组，对TLS及其周围微环境进行了系统分析。研究者发现，传统分类中的未成熟TLS实际上存在两种不同的发育状态：conforming TLS和deviating TLS。前者沿着正常TLS成熟轨迹发展，后者则逐渐偏离这一轨迹。
为了识别这种差异，研究团队首先利用成熟TLS中的B细胞建立从初始B细胞向生发中心B细胞分化的参考轨迹，再分析不同TLS内部B细胞的转录变化是否符合这一过程。结果发现，部分未成熟TLS虽然还没有形成完整的生发中心，但已经表现出与成熟TLS相似的分化趋势和免疫相关表达特征。这类TLS被称为conforming TLS。另一部分TLS则表现出异常的B细胞分化轨迹，缺少支持生发中心形成的关键程序，被定义为deviating TLS（图1）。
图1 肝细胞癌中不同TLS的成熟轨迹及其与色氨酸代谢的关系。
对此内容感兴趣？免费获取1V1定制方案设计，已为超过500家医院及科研单位提供技术支持服务
研究发现，conforming TLS虽然在形态上尚未完全成熟，却已经具有支持抗肿瘤免疫应答的相关特征，并与抗PD-1治疗反应有关。这说明单纯使用成熟和未成熟两个标签，可能无法充分反映TLS的真实功能状态。对于处于相似组织学阶段的TLS，内部细胞正在经历怎样的分化过程，同样值得关注。
那么，为什么有些TLS会偏离正常成熟轨迹？作者进一步比较了不同TLS及其周围肿瘤组织的代谢特征，发现色氨酸代谢是区分这些TLS状态的重要因素。在deviating TLS周围，恶性细胞表现出更强的色氨酸代谢活性，TDO2表达和犬尿氨酸积累升高。与此同时，TLS内部B细胞也出现异常的色氨酸代谢特征。这些结果提示，肿瘤细胞的代谢状态可能通过改变局部微环境，影响TLS内部B细胞的正常分化。
研究团队随后通过肝癌小鼠模型检验这一假设。结果发现，限制色氨酸代谢能够促进TLS成熟，改善肿瘤控制，并增强抗PD-1治疗的效果。使用TDO2抑制剂LM10也获得了类似结果。这一研究将TLS功能不足与周围恶性细胞的代谢活动联系起来，并通过动物实验验证了代谢干预的效果。
从研究设计来看，最值得借鉴的是作者在观察到成熟TLS与未成熟TLS之间的差异后，继续寻找传统形态分类内部的功能异质性。如果自己的数据中已经发现大量未成熟TLS，可以进一步比较它们的B细胞分化状态、T细胞活化程序，以及周围肿瘤细胞的代谢特征。当某种异常TLS状态与特定代谢程序反复相关时，就可以围绕候选分子设计干预实验，观察B细胞分化和TLS功能是否发生改变。
二、Nature Communications：胃癌肌层的TLS越多，为什么治疗效果反而越差？
除了成熟状态，TLS所处的组织位置也可能影响其功能。2026年9月，Nature Communications发表的一项胃癌研究，将TLS分析进一步细化到胃壁的不同解剖层次。
研究团队纳入71例接受新辅助抗PD-1联合含铂双药化疗、随后接受手术的胃癌患者，利用H&E染色、多重免疫荧光及空间转录组，比较TLS在黏膜、黏膜下层、固有肌层和浆膜区域的分布。
有意思的是，仅比较总体TLS密度，并不能充分解释患者之间的治疗反应差异。但按照解剖位置重新分析后，研究者发现，在治疗反应较差的患者中，肌层及浆膜区域的TLS密度和面积明显增加，并与治疗抵抗相关。
那么为什么这些患者具有更多TLS，却没有表现出更好的治疗效果？进一步分析发现，这些TLS虽然聚集了较多B细胞，但内部免疫结构并不完整。空间转录组和多重免疫荧光结果显示，治疗反应较差患者的肌层TLS具有更明显的未成熟特征，生发中心相关B细胞减少，滤泡树突状细胞网络也受到破坏（图2）。
图2 胃癌不同组织层次的TLS成熟状态。空间转录组及多重免疫荧光显示，治疗反应较差患者的肌层TLS具有明显的成熟受损特征
这意味着，局部淋巴细胞的大量聚集，并不一定能形成正常发挥功能的TLS。作者随后继续寻找导致这种状态的原因。在治疗反应较差患者的肌层TLS周围，研究团队发现了PLA2G2A高表达的肿瘤细胞，以及PDGFRA阳性的炎症型癌相关成纤维细胞（iCAF）。
进一步的体外实验表明，肿瘤细胞分泌的PLA2G2A能够促进成纤维细胞形成炎症型表型，并增加CXCL14表达，进而促进初始B细胞募集。但与此同时，PLA2G2A还能够抑制B细胞增殖和分化，并促进滤泡辅助性T细胞（Tfh）死亡。
由此，研究者提出了一条作用路径：PLA2G2A高表达肿瘤细胞 → PDGFRA⁺ iCAF及CXCL14相关B细胞募集 → B细胞分化受阻和Tfh细胞减少 → TLS功能受损。
这条机制可以帮助理解为什么一些TLS表现出B细胞聚集，却缺乏成熟的生发中心反应。作者从空间分布异常入手，逐步追踪到周围肿瘤细胞、成纤维细胞及B细胞之间的联系，再利用细胞实验检验候选分子的作用。
实际上，我们可能更关注整张切片的TLS密度或患者是否存在TLS。但对于具有明显解剖分层的肿瘤，还可以进一步分析不同区域的TLS组成和功能差异。例如，比较肿瘤中心与浸润边缘、黏膜与深部组织、肿瘤内部与邻近基质中的TLS。如果某个区域的TLS反复与治疗抵抗或异常细胞状态相关，就可以围绕这一局部环境寻找值得研究的调控因素。
三、Nature：TLS中保留着肿瘤特异性T细胞，但周围的髓系细胞可能限制其功能
前两篇论文主要关注TLS成熟及B细胞功能，而2026年7月发表于Nature的一项研究，将重点转向了TLS中的T细胞。
TLS能够聚集大量T细胞，但这些细胞是否真正识别肿瘤抗原？它们是否还具有持续增殖和应答的潜力？研究团队首先分析了24例未经治疗的肾细胞癌。结果发现，与不含TLS的肿瘤相比，含TLS的肿瘤中耗竭CD8⁺ T细胞比例更高，但终末耗竭相关表达程序反而较弱。
通常情况下，我们会根据PD-1、TIM-3及其他耗竭标志物判断T细胞功能状态。但不同耗竭阶段的T细胞并不具有完全相同的生物学特征。其中，具有干样特征的前体耗竭T细胞（Tpex）能够保留一定的自我更新和增殖潜力，在持续免疫应答及免疫检查点阻断治疗中具有重要意义。因此，作者进一步检验TLS是否能够支持这类T细胞。
为了确定哪些T细胞真正识别肿瘤，研究团队从6例肾癌患者中获得554个扩增T细胞克隆型，并开展T细胞受体（TCR）特异性筛选。最终，研究者鉴定出82个能够识别肿瘤细胞或肾癌相关抗原的TCR。随后，作者将这些具有功能实验依据的克隆型重新映射到组织空间。结果发现，一部分肿瘤特异性T细胞克隆型富集于TLS内部，并表现出更明显的干样前体耗竭程序。最初24例肾癌中有12例存在TLS，而其中11例缺乏典型的成熟TLS标志。这说明，即使TLS尚未形成完整的成熟结构，也可能为具有肿瘤反应潜力的T细胞提供支持。
然而，研究者还观察到另一个现象：这些T细胞并不一定能够顺利进入肿瘤内部并发挥作用。通过进一步分析60例独立肾细胞癌样本发现，含TLS的肿瘤在边界区域存在较多具有免疫抑制相关特征的巨噬细胞，并且在部分样本中，这些细胞与耗竭、推定具有肿瘤反应性的T细胞表现出明显的空间邻近关系。
作者据此提出了一个模型：TLS能够保留具有干样前体特征的肿瘤特异性T细胞，但肿瘤边界的髓系细胞可能形成另一层免疫抑制环境，限制这些T细胞进一步发挥作用（图3）。
图3 TLS与肿瘤髓系边界的关系。作者提出TLS能够支持具有干样特征的肿瘤特异性T细胞，而肿瘤边界的巨噬细胞可能限制其后续功能
在常规单细胞分析中，我们可以通过表达特征识别前体耗竭T细胞、终末耗竭T细胞以及增殖活跃的T细胞。但这些细胞是否真正识别肿瘤，仍需要进一步的功能证据。作者通过TCR筛选确定肿瘤反应性，再结合空间定位，分析这些细胞在TLS及肿瘤边界中的分布。
这提供了一个很好的研究方向：围绕同一种T细胞，比较其位于TLS内部、肿瘤边界和肿瘤实质时的不同状态。如果同时拥有TCR数据，还可以进一步观察相同克隆型在不同区域是否表现出不同的分化和耗竭程度。这样，研究者就有机会把TLS中的免疫细胞状态与周围微环境联系起来。
四、Cancer Cell：一种特殊的淋巴细胞生态位，竟然受到肿瘤内细菌的调控
如果真正决定TLS功能的是局部细胞之间的协作，那么我们能否直接从空间数据中寻找与治疗效果有关的特定细胞组合？
2026年，Cancer Cell发表了一个很有意思的肝癌研究。研究团队通过空间多组学和细胞功能实验，识别出一种与更好免疫治疗反应相关的局部结构，称为干样淋巴生态位（stem-like lymphoid niches，SLNs）。
这种生态位的关键特征，是CD70阳性的2型固有淋巴细胞（ILC2）与TCF1阳性的前体耗竭T细胞在局部空间中相邻分布。研究发现，SLN较丰富的肿瘤通常具有更好的PD-1／PD-L1阻断治疗反应。前体耗竭T细胞具有一定的干样特征，能够在持续抗原刺激和免疫治疗过程中提供后续效应T细胞来源。
研究团队进一步发现，ILC2可能是维持这种T细胞状态的重要支持细胞。在共培养实验中，ILC2能够帮助T细胞维持TCF1表达，而阻断CD70–CD27信号后，这种作用减弱。此外，ILC2表达的淋巴毒素相关分子也参与局部生态位的形成和维持。这说明，支持抗肿瘤免疫的局部结构可能依赖特定细胞之间的功能协作。
作者进一步分析肿瘤内微生物，发现蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）与SLN富集具有明显关联。通过细菌培养、空间定位及动物实验，研究团队发现蜡样芽孢杆菌能够促进SLN形成，并增强抗肿瘤免疫。
随后，作者继续寻找细菌影响免疫生态位的具体机制。研究发现，蜡样芽孢杆菌产生的磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C（PI-PLC）能够促进内皮细胞释放IL-33。IL-33进一步调节ILC2的代谢和表观遗传状态，增强CD70及淋巴毒素相关基因的表达，从而支持SLN形成和T细胞干样状态维持（图4）。
图4 肿瘤内蜡样芽孢杆菌通过PI-PLC、内皮IL-33和ILC2相关信号促进干样淋巴生态位形成。
研究还通过细菌基因缺失、IL-33相关干预及ILC2功能实验，对这条作用路径进行了验证。在小鼠肝癌模型中，PI-PLC与抗PD-L1治疗联合使用，获得了更明显的抗肿瘤效果。
这篇论文值得借鉴的地方，是研究者从一种与疗效相关的空间细胞组合出发，逐步寻找维持它的关键细胞、细胞间信号和上游调控因素。研究最初关注的是ILC2与Tpex细胞的局部邻近关系，随后通过功能实验确定两者之间的支持作用，最后进一步追踪到肿瘤内微生物及其分泌的分子。
对于已经发现某种疾病相关细胞生态位的团队，可以借鉴这种思路：先确定哪几类细胞的组合与疾病表型密切相关，再研究它们之间的作用关系，最后寻找能够改变这一组合的外部信号。
五、Science：从空间图谱到病理AI，让TLS成熟状态成为可以量化的指标
前面几项研究揭示了TLS复杂的功能差异，但在临床应用中还有一个实际问题：如何在更大规模的患者样本中评价这些特征？
空间转录组能够提供丰富的细胞和分子信息，但检测成本、组织样本条件和分析复杂度限制了其大规模应用。相比之下，H&E染色病理切片已经在临床中广泛使用。如果能够从常规病理图像中识别TLS并判断其成熟状态，就有机会将空间组学中的发现推广到更大的临床队列。2026年5月，Science发表的研究正是围绕这一问题展开。
研究团队首先整合了12种癌症、255例患者的340份空间转录组样本，建立泛癌TLS空间图谱，并识别出695个TLS。作者根据组织结构和分子特征，将TLS分为三种成熟状态：
早期TLS（E-TLS）：主要表现为早期淋巴细胞聚集，尚未形成完整的滤泡组织。
初级滤泡样TLS（P-TLS）：具有相对清晰的B细胞和T细胞区域，并出现滤泡树突状细胞网络，但还没有形成完整生发中心。
次级滤泡样TLS（S-TLS）：具有更加完善的滤泡结构、生发中心及相关免疫细胞组成。
研究发现，不同癌症之间的TLS成熟状态和组织分布存在明显差异，而同一肿瘤内部也可能同时存在多种成熟阶段的TLS。这意味着，一个患者的TLS状态可能无法用单一的成熟或未成熟标签准确概括。
为了扩大分析规模，研究团队进一步建立了基于H&E病理图像的人工智能分析流程。模型首先识别和分割TLS区域，再判断其成熟状态。研究共整理了来自10个队列的3071张全切片病理图像，提取25,088个TLS图像，并将模型应用于TCGA及其他独立治疗队列（图5）。
图5 利用H&E病理图像识别TLS、判断成熟状态，并整合不同成熟阶段的TLS数量构建患者分层指标。
过去，临床研究通常采用两种方法评价TLS：一种是将患者分为TLS阳性和阴性，另一种是根据主要成熟状态将患者分组。但这两种方法都会损失一部分信息。例如，两名患者都具有成熟TLS，但其中一位患者可能同时存在大量早期TLS，另一位患者则主要由初级和次级滤泡样TLS组成。仅依据最主要的TLS状态，两位患者可能被分到同一类。因此，作者进一步将不同成熟阶段TLS的数量与组成整合为一个综合评分，用于患者分层。在所分析的6个TCGA癌种队列中，富集P-TLS和S-TLS的患者组具有更好的总生存，综合评分的分层表现也优于论文中比较的传统分类方式。
研究团队还在免疫治疗、化疗及靶向治疗相关队列中考察了TLS成熟状态与治疗结局的联系。这说明，TLS的成熟组成可能反映了一种更加广泛的局部免疫状态，其研究价值并不限于免疫检查点阻断治疗。
这篇Science论文将空间组学发现、组织学特征、人工智能识别和临床结局分析连接成了一条完整的研究路径。研究者可以先利用空间组学或免疫染色明确具有生物学意义的组织结构，再训练模型从常规H&E切片中识别相应特征，最后在独立患者队列中检验这些指标与临床结局的关系。这样，复杂的组学研究结果就有机会转化为更容易推广的组织学量化指标。
六、从这5篇论文中，我们还能借鉴哪些研究思路？
不同研究从TLS发育、解剖位置、细胞功能、周围抑制环境和病理图像量化等角度，揭示了局部免疫结构的复杂性。小编认为可以从以下几个方向继续开展研究。
1. 利用已有病理样本，重新分析TLS的位置和成熟状态
如果已经拥有H&E切片、免疫组化或多重免疫荧光数据，可以首先确认TLS在不同患者及组织区域中的分布。除了TLS数量，还可以比较TLS面积、成熟状态，以及不同成熟阶段TLS在同一患者中的组成。
还可以额外关注那些与常见规律不一致的病例。例如，有些患者TLS数量丰富，但治疗反应较差；有些患者缺乏典型成熟TLS，却表现出较好的免疫治疗应答。这些特殊病例可能提示，TLS数量之外还存在重要的功能差异。如果能够结合临床结局，筛选具有明显差异的患者，再开展空间转录组或多重免疫荧光分析，就有机会进一步发现与治疗反应相关的局部微环境特征。
2. 利用空间组学，分析TLS内部和周围细胞如何共同变化
对于单细胞和空间转录组数据，可以将TLS划分为内部区域、邻近区域及更远的肿瘤区域，分别分析细胞组成和表达特征。
在TLS内部，可以关注B细胞成熟、T细胞活化及前体耗竭状态；在TLS周围，则可以重点分析肿瘤细胞、成纤维细胞和髓系细胞。例如，比较不同TLS成熟状态下的周围肿瘤细胞代谢程序，或者观察具有干样特征的T细胞是否更倾向于分布在特定支持细胞附近。这样的空间比较能够将TLS内部状态与周围组织环境联系起来。
3. 机制研究可以同时关注TLS的抑制因素和支持因素
前面几篇论文展示了两种不同的研究方向。一种是寻找导致TLS功能受损的因素，例如色氨酸代谢异常、PLA2G2A相关基质重塑以及肿瘤边界的髓系免疫抑制。另一种则是寻找能够支持局部免疫功能的因素，例如ILC2与前体耗竭T细胞之间的协作，以及维持T细胞干样状态的相关信号。
如果发现TLS内部B细胞大量聚集却无法正常分化，可以优先研究可能抑制生发中心形成的分子。如果发现某种局部生态位具有较多前体耗竭T细胞，则可以进一步分析周围哪些细胞参与维持其功能状态。
在实验中，除了检测TLS数量或面积，还可以结合B细胞分化、T细胞功能、肿瘤生长及药物反应等指标，判断干预的实际效果。
4. 病理AI可以从TLS检测逐步拓展到空间功能特征分析
TLS是一个非常适合开展病理图像分析的研究对象。除了识别TLS是否存在，还可以进一步研究其成熟状态、组织位置、不同成熟阶段的组成，以及与肿瘤边界的关系。
Science研究已经展示了利用H&E图像进行TLS成熟状态分类及患者分层的可行性。在此基础上，还可以结合多重免疫荧光或空间转录组，对病理图像中具有特定细胞组成的区域进行标注和验证。
未来更有价值的方向，可能是将可识别的组织形态与明确的免疫细胞状态联系起来，再评估这些特征对疾病分型和治疗反应的意义。
七、小编总结
这5篇研究从不同角度解释了TLS为什么会表现出不同的免疫功能。
2025年的Cancer Cell研究发现，未成熟TLS内部存在不同的发育轨迹，而周围肿瘤细胞的色氨酸代谢可能影响其成熟。Nature Communications的胃癌研究进一步说明，TLS所在的组织位置及局部基质环境，与其功能状态和治疗反应密切相关。Nature将TLS与经过功能验证的肿瘤特异性T细胞联系起来，并发现肿瘤边界的髓系环境可能限制这些细胞的抗肿瘤作用。另一篇Cancer Cell研究则从特定细胞组合入手，发现了由ILC2和前体耗竭T细胞共同构成的干样淋巴生态位，并揭示了肿瘤内微生物对其形成的调控作用。Science则进一步将TLS成熟状态与常规病理图像结合，为大规模临床队列中的TLS研究提供了新的分析工具。
这些研究共同提示，TLS的免疫学意义与其内部细胞状态、周围微环境及空间组织方式密切相关。为什么同样存在TLS，有些局部环境能够支持有效的免疫应答，而另一些却表现出功能受损？如果能够进一步确定造成这种差异的细胞组合、调控分子及空间位置，并通过实验检验其作用，就有机会将TLS研究从组织学观察推进到具体的疾病机制和干预研究。
生信人团队深耕行业十余年，专注更贴合临床的多组学课题设计，已为超过500家医院及科研单位提供技术支持服务；同名公众号“生信人”，日更前沿科研话题和思路，欢迎关注，掌握热点快人一步！课题合作可联系：Sxr_0617
素材内容来源网络整理，侵删
