喜报！烈冰生物助力单细胞多组学研究登顶顶级期刊《Cell》！

烈冰生物合作伙伴华中科技大学同济医院王伟/田代实/秦川教授课题组团队于近期在 Cell 期刊发表了题为“Anti-BCMA CAR-T therapy in patients with progressive multiple sclerosis”（靶向BCMA的CAR-T疗法用于进展型多发性硬化患者）的研究论文。该“首次人体研究”表明5例 PMS 患者接受抗 BCMA CAR-T 治疗后，不仅实现中枢浆细胞深度清除、小胶质细胞活化减轻，还显著改善了神经功能，且安全性优异，是一项改写 PMS 治疗格局的重磅研究。

烈冰生物助力本研究SPMS样本的scRNA-seq、CITE-seq、scVDJ-seq、scATAC-seq的全方位实验以及数据分析工作，通过高深度单细胞多组学分析，全程助力解析 CAR-T 细胞在体内的动态变化、B 细胞谱系调控及脑脊液免疫微环境重塑机制，为研究结论提供了核心数据支撑。

发表时间：2025.10

发表期刊：Cell

影响因子：42.5

抗 BCMA CAR-T 为 PMS 治疗带来新希望

该研究是全球首个抗 BCMA CAR-T 治疗 PMS 的人体试验（NCT04561557），5 例患者（1 例原发性 PMS、4 例继发性 PMS）接受治疗后，展现出三大关键疗效与安全性特征：

1.安全性优异：仅出现 1 级细胞因子释放综合征（CRS），无≥2 级 CRS；≥3 级血细胞减少均在 40 天内恢复，无严重贫血或血小板减少.

2.中枢靶向性强：CAR-T 细胞可穿透血脑屏障，在脑脊液中持续扩增且耗竭特征降低，同时实现中枢（脑脊液、骨髓）与外周的浆细胞深度清除.

3.神经功能显著改善：所有患者 EDSS 评分（残疾评估量表）下降，9 孔插板试验（上肢功能）、25 英尺步行试验（下肢功能）耗时缩短，脑脊液神经丝轻链（NfL，神经损伤标志物）水平降低，且无新增脑病灶.

二、单细胞实验设计

多维度捕捉治疗动态，破解 “中枢靶向” 难题

要解析 CAR-T 细胞如何在中枢发挥作用，需精准追踪其在 “血液 - 脑脊液 - 骨髓” 三大 compartments 的动态变化，以及对免疫微环境的调控。该研究的单细胞实验设计围绕 “时间 - 空间 - 多组学” 三维度展开，烈冰生物全程参与方案优化与数据解析：

1、样本设计：“覆盖关键部位+全治疗周期”

为完整捕捉 CAR-T 细胞的体内轨迹，研究采集了患者治疗前基线、CAR-T 输注后 10 天（扩增峰值）、1 个月、3 个月、6 个月的三类核心样本：

• 外周血（反映全身 CAR-T 细胞动力学）

• 脑脊液（直接评估中枢内治疗效应）

• 骨髓（浆细胞富集部位，评估靶向清除效果）

同时纳入 CAR-T 输注产品样本，形成 “输入 - 体内分布 - 疗效关联” 的完整数据链。

2、技术平台：多组学整合，实现“转录+蛋白+表现”全景分析

采用 10x Chromium 平台开展单细胞多组学测序，通过 “多技术联用” 解析细胞功能与调控机制，烈冰生物负责所有数据的标准化分析：

多组学整合：通过 Seurat、Harmony 实现 scRNA-seq 与 CITE-seq 数据对齐，用 ArchR 关联 scATAC-seq 与转录组信息，确保跨技术数据一致性。

三、烈冰生物核心分析

从数据到机制，解密 CAR-T 治疗的 “黑箱”

抗 BCMA CAR-T 为何能在中枢起效？其在不同组织中的存活、扩增规律如何？烈冰生物通过针对性分析，逐一破解这些关键问题，为研究提供了 6 大核心分析成果：

1、单细胞分群与CAR-T细胞精准识别

通过整合转录组与蛋白数据（CITE-seq 的 CAR 蛋白信号），从 498,114 个细胞中精准筛选出 CAR-T 细胞，并进一步注释为17个 T 细胞亚群（如 CD8 + 效应 T 细胞、CD4 + 效应记忆 T 细胞）。发现脑脊液中的 CAR-T 细胞耗竭特征更低（氧化应激与线粒体功能紊乱减轻），且在1个月时出现迟发性克隆扩张，为其长期中枢驻留、持续发挥作用提供了证据。

研究以 scRNA-seq、scTCR/BCR-seq、CITE-seq 与 scATAC-seq 对血液、脑脊液（CSF）、骨髓及输注产物进行联合解析：质控后共获 498,114 个高质量细胞，按经典标记划分为 17 个细胞群；其后从中提取 217,820 个 T 细胞再聚类得到 17 个 T 细胞亚群，并有 199,712（91.7%） 个可检测到 TCR 序列。通过 CAR 转基因比对 + CITE-seq 的 CAR 蛋白信号，在三处解剖部位均可精准识别 CAR-T 细胞；扩增期以 CD8⁺ 效应/效应记忆（CD8T_GZMB/CD8T_GZMK） 主导，而 CSF 中则呈 CD4⁺ Tem（CD4T_GZMK/IL7R） 的相对持续。基因模块打分与多组学结果一致表明，CSF 内 CAR-T 细胞“细胞毒性相当但耗竭更低”，其低耗竭与氧化应激与线粒体功能紊乱减轻相联系；时序上在外周（血液/骨髓）约第 10 天达扩增峰值后，CSF 于约 1 个月出现迟发性克隆扩张并长期可检出，为 CAR-T 的中枢驻留与持续发挥作用提供了直接证据。

2、T细胞克隆动力学追踪：揭示“跨部位迁移”规律

利用 scTCR-seq 数据，追踪 CAR-T 细胞在血液、脑脊液、骨髓中的克隆扩张动态：

• 外周血与骨髓中，CAR-T 细胞在 10 天达到克隆扩张峰值；

• 脑脊液中，CAR-T 细胞克隆多样性更高，1 个月时才出现显著扩增；

• 克隆重叠分析显示，扩增期（10 天）的 CAR-T 细胞可在三部位间迁移，证实其具备穿透血脑屏障的能力 —— 这一发现为 “CAR-T 中枢靶向性” 提供了直接数据支持。

研究揭示了 CAR-T 克隆在不同解剖位点的先外周后中枢的扩增轨迹与跨部位迁移：在外周血与骨髓中，CAR-T 细胞于输注后约第 10 天出现显著克隆扩张，常见具有 ≥10 条相同 TCR 序列的高频克隆；而在脑脊液内，第 10 天仍以更高的克隆多样性和相对有限的扩增为主，至约 1 个月才出现显著放大，并伴随处于 S/G2/M 细胞周期的克隆比例上升以及高频克隆占比增加。克隆重叠分析显示，扩增高峰期（第 10 天）血液、脑脊液与骨髓三处存在显著共享克隆，且 1 个月时脑脊液中仍能检测到与外周共享的扩增克隆，提示在最大扩增阶段存在增强的跨部位迁移，支持 CAR-T 穿越血脑屏障并在中枢定植的能力；同时，扩增期以 CD8⁺ 效应/效应记忆克隆放大为主，进入消退期后脑脊液中 CD4⁺ 效应记忆克隆相对持续，构成外周快速爆发—中枢迟发扩增—脑脊液持续的时序闭环。

3、B细胞谱系分析：证实“浆细胞深度清除“机制

PMS 的核心病理是中枢浆细胞分泌自身抗体引发炎症，烈冰生物通过 BCR 测序与转录组整合，解析 B 细胞谱系变化：

• 基线时，脑脊液浆细胞的 CDR3 区替换突变 / 沉默突变（R/S）比值 > 1.5（健康人约 1），提示其受强抗原选择，参与病理过程；

• 治疗后 3 个月，三部位浆细胞显著减少，且残留浆细胞的 BCR 突变频率与 R/S 比值降至正常水平，同时脑脊液寡克隆带（OCB）减少、游离轻链（KFLC）降低 —— 直接证实抗 BCMA CAR-T 可清除致病性浆细胞。

基于 BCR 测序与转录组整合，研究显示治疗前患者脑脊液中的浆母细胞/浆细胞处于强烈抗原选择压力，其 CDR3 区替换/沉默突变比值（R/S）平均大于 1.5，明显高于健康对照约 1 的水平，提示这类细胞深度参与进展型多发性硬化的中枢免疫病理，且在 PPMS 个体中更为突出。治疗后 3 个月内，三部位（血液、骨髓、脑脊液）的浆母细胞/浆细胞显著减少，残留细胞的突变频率与 R/S 比值回落至接近正常范围，显示 B 细胞谱系逐步回归生理区间；同时脑脊液寡克隆带减少，游离轻链及其指数下降，免疫球蛋白水平降低，共同证明靶向 BCMA 的 CAR-T 能深度清除致病性浆细胞并逆转中枢免疫失衡。

4、细胞互作分析：破解”小胶质细胞活化“调控

小胶质细胞过度活化是神经损伤的关键，研究通过 CellChat 分析发现：

• 基线时，脑脊液中 B 细胞与小胶质细胞存在强互作，B 细胞通过 TNF-α/NF-κB 通路驱动小胶质细胞炎症；

• 治疗后，随着 B 细胞清除，小胶质细胞的炎症通路（如细胞因子产生、抗原呈递）显著下调，细胞间互作强度降低 —— 这一机制解释了为何患者神经损伤标志物（NfL）下降。

基于 CellChat 的配体–受体网络推断显示，治疗前脑脊液内的 B 细胞与小胶质细胞存在显著增强的通讯轴，B 细胞经由 TNF-α/NF-κB 等促炎通路驱动小胶质细胞处于高度活化与抗原呈递增强的状态，伴随细胞因子与趋化因子信号的放大。随抗 BCMA CAR-T 清除致病性浆细胞与相关 B 细胞后，小胶质细胞相关的炎症与抗原呈递通路下调，配体–受体互作强度总体减弱，并呈现向更为稳态、低炎症表型回落的趋势；这一网络层面的重塑与体液学神经损伤标志物 NfL 的下降相一致，为“清除 B 细胞—缓解小胶质过度活化—减轻神经轴突损伤”的机制链条提供了直接支持。

5、表观调控解析：找到CAR-T细胞”耗竭关键因子“

结合 scATAC-seq 数据，分析不同部位 CAR-T 细胞的染色质可及性：

• 骨髓中的 CAR-T 细胞氧化应激相关转录因子（SMAD4、ID3）motif 富集，导致其耗竭更快、存活时间短；

• 脑脊液中的 CAR-T 细胞无此表观特征，耗竭标志物（如 PD-1）表达更低 —— 为优化 CAR-T 细胞持久性提供了表观靶点。

基于 scATAC-seq 与转录组联用的部位对比，研究发现在骨髓内的 CAR-T 细胞呈现以氧化应激为核心的表观学指纹：染色质可及性在 SMAD4、ID3 等与耗竭/代谢应激相关的转录因子位点显著富集，并伴随氧化应激与线粒体功能紊乱信号上扬，对应更快进入功能衰竭与较短持续期。相比之下，脑脊液中的 CAR-T 细胞缺乏上述表观学富集，氧化应激与线粒体紊乱评分降低，耗竭表型减轻，典型耗竭标志（如 PD-1）表达更低，提示通过干预 SMAD4、ID3 等通路有望提升 CAR-T 在中枢环境中的持久性与功能续航。

6、临床数据关联：搭建“分子机制-疗效”桥梁

将单细胞分析结果与临床指标（EDSS 评分、NfL、影像学）关联，发现：

• 脑脊液 CAR-T 细胞克隆多样性越高、浆细胞清除越彻底的患者，EDSS 评分下降越显著；

• 小胶质细胞炎症通路下调程度与 MRI 病灶体积缩小正相关 —— 为临床疗效预测提供了分子标志物。

将单细胞多组学与临床读出对齐后，研究呈现出一致的机制—效应闭环：CSF 内 CAR-T 的低耗竭表型与更持久的扩增、较高的克隆多样性（含迟发性放大）与功能量表改善相伴；体液学方面，KFLC 及其指数下降、OCB 部分转阴与 PB/PCs 的显著清除同向变化，提示致病性浆细胞被有效移除；同时，EDSS、9HPT、T25FW 与 NfL 的纵向改善与上述分子重塑相一致，支持“清除 BCMA⁺ 浆细胞—缓解 CNS 炎症—改善功能”的因果链条。

四、研究意义

开启自身免疫病 CAR-T 治疗新方向，烈冰生物持续赋能创新

该研究不仅证实抗 BCMA CAR-T 是 PMS 的潜在治愈性疗法，更开创了 “CAR-T 治疗中枢自身免疫病” 的新领域。而烈冰生物在其中展现的 “单细胞多组学整合分析能力”，从实验设计优化、数据质控到机制解析，全程为研究保驾护航：

1、可处理 “脑脊液低细胞量、高杂质” 等特殊样本，确保数据可靠性；

2、 能实现 “转录 - 蛋白 - 表观” 多维度数据联动，深度挖掘细胞功能与调控网络；

3、 擅长将单细胞机制与临床疗效关联，为转化医学研究提供 “从数据到结论” 的完整解决方案。

未来，烈冰生物将继续聚焦单细胞多组学技术在肿瘤免疫、自身免疫病、神经疾病等领域的应用，为更多突破性研究提供精准、高效的实验和数据分析支持，助力加速临床转化。