文献解读|Nat Med（50）：小胶质细胞机制驱动免疫阿尔茨海默病患者的淀粉样β蛋白清除

近三十年来，临床试验一直以阿尔茨海默症（AD）患者的脑内Aβ蓄积为目标。主要策略包括针对Aβ的主动和被动免疫。虽然这些策略可以减少脑内Aβ ，但也可能引发不良副作用，了解Aβ免疫的细胞机制对于改善患者预后至关重要。AN1792临床试验是首个对AD患者进行主动免疫的临床试验。该试验采用了针对合成Aβ 1-42肽的免疫。临床前研究显示出良好的前景，但由于部分患者出现与脑淀粉样血管病（CAA）相关的无菌性脑膜脑炎，该试验暂停。研究团队之前对AN1792脑组织的尸检分析显示，部分免疫患者脑组织中存在Aβ清除，可能通过小胶质细胞进行。然而，这些脑组织中小胶质细胞介导Aβ清除的机制仍不清楚。

研究团队利用空间转录组分析(ST)技术研究了 AN1792 试验中 AD 患者的大脑额叶皮质 (FCX) 切片（图1a）。该队列包括 13 个AN1792免疫阿尔茨海默病(iAD)大脑，以及 6 个非AN1792免疫性阿尔茨海默病(nAD)和 6 个非神经系统疾病(NND)对照大脑（图1b）。不同组年龄匹配且性别匹配（图1c）。他们分析了 6.5 × 6.5 毫米 ST 捕获区域（4992 个点），并使用 H&E 染色按皮质层、脑膜或白质手动注释 ST 点（图1d）。每个区域的 ST 点或特征计数没有发现显著差异。 iAD 样本的皮质层 I 显示线粒体基因表达较低，提示线粒体代谢发生改变。通过绘制脑膜、白质和层特异性灰质基因表达图来验证注释。

他们使用DESeq2方法来鉴定每个区域的差异表达基因 (DEG)。在 nAD 与 NND 对照中，皮质深层显示的 DEG 最多，而在 iAD 与 nAD 对照中，皮质浅层受影响最大（图1e）。皮质层 III 在 iAD 与 nAD 和 nAD 与 NND 的比较中均表现出许多 DEG。这种高度的转录组失调促使他们进一步检测该皮质层。与对照相比，几乎所有皮质层 III DEG 都是 iAD 或 nAD 所独有的，只有 7.1% 是共有的（图1f）。这些结果表明主动免疫的 AD 皮质浅层发生了转录组改变。

值得注意的是，与 nAD 对照组相比，iAD 皮质 III 层中上调的基因包括髓系细胞表达触发受体 2 (TREM2) 和载脂蛋白 E (APOE) （图1g-h）。这两个基因都是已确定的 AD 风险因素，并且与小胶质细胞对Aβ的反应有关。与 nAD 相比， iAD 中其他上调的皮质 III 层基因包括A2M和CAVIN1，它们参与炎症和溶酶体功能。与 nAD 相比，iAD 中下调的基因包括编码热休克蛋白 (HSP) 的基因，例如热休克蛋白家族 A (Hsp70) 成员 1A (HSPA1A) 和热休克蛋白家族 H (Hsp110) 成员 1 (HSPH1)（图1g-h）。与 NND 对照相比，参与蛋白质折叠和细胞应激的 HSP在nAD 中有所增加（图1h）。对 iAD 与 nAD 和 nAD 与 NND 之间差异最大的 DEG 的分析表明，免疫后 HSP 基因下调，但与 NND 相比，nAD 中呈现相反的方向。相反，突触可塑性相关基因，例如信号蛋白3G (SEMA3G) 和Hes家族BHLH转录因子5 (HES5)，在iAD患者的大脑中上调。这些发现表明，免疫接种后皮质层III的转录组发生了改变，包括蛋白质折叠和应激基因减少，以及小胶质细胞反应基因（例如APOE和TREM2）增加。

他们之前证实了 AN1792 患者亚组中存在 Aβ 清除。为了研究驱动 AN1792 患者不同程度 Aβ 清除的机制，他们利用免疫组织化学分析技术 (IHC)对 ST 组织连续切片上的 Aβ 病理进行了定量（图 1i）。Aβ 清除在浅皮质层最为明显，这与之前的研究结果一致。根据残留Aβ覆盖量，iAD 队列分为 Aβ 清除有限 (iAD-lim) 和 Aβ 清除广泛 (iAD-ext) 的队列（图1j-k）。使用 AT8 负荷对这些组灰质中的磷酸化 tau (pTau) 进行定量，结果显示没有显著差异。这与之前的结果相吻合，证明 tau 病理在 Aβ 清除的皮质区域仍然存在。

为了捕获 Aβ 沉积周围的转录组改变，他们将连续载玻片（间隔 5-10 μm）的 Aβ IHC 图像与 ST 数据叠加，并将 Aβ 信号延长 100 μm，每 20 μm 降低强度一次（图1l），血管中富含 Aβ 的 ST 点排除在分析之外。使用基于模型的单细胞转录组学分析(MAST) 对灰质中富含 Aβ 的 ST 点进行差异表达分析，发现 iAD Aβ 微环境内的APOE和富含肉豆蔻酰化丙氨酸的 C 激酶底物(MARCKS)（图1m）表达增加。MARCKS 在 Aβ 斑块周围的活化小胶质细胞中表达。Aβ 微环境中最上调的基因是FAM107A，这是一个影响突触效率和认知的应激反应性肌动蛋白捆绑因子。

比较 iAD-lim 和 iAD-ext 大脑中的 Aβ 微环境，发现 iAD-lim 中炎症基因如 β-2-微球蛋白 (B2M)、A2M、CD74分子 (CD74)、APOE和MARCKS上调，而 iAD-ext 大脑中没有上调（图1n）。通路分析显示，iAD-lim Aβ 微环境内干扰素 α 反应和白细胞介素 2 (IL-2)-STAT5 信号富集。总的来说，在富含 Aβ 的 ST 点中发生改变的基因显示出 iAD-lim 与 iAD-ext 的 Aβ 微环境内的炎症特征。

他们使用局部估计的散点图平滑法 (LOESS)将富含 Aβ 的 ST 点（半径 200 μm）中基因表达和 Aβ 密度之间的非线性关系可视化。层次聚类描绘了 iAD 组内随着 Aβ 密度增加而出现的不同表达模式（图1o）。基因聚类的通路分析显示，在富含 Aβ 的 ST 点中达到峰值的聚类 4 富含免疫相关通路，包括补体信号传导、炎症反应和 IL-2–STAT5 信号传导（图1p）。聚类4 基因在 iAD-lim Aβ 微环境内显示最高的上调，在 iAD-ext 中的增幅较小，在 nAD 中没有上调（图1q）。该基因聚类包含许多免疫相关基因，包括A2M、APOE、补体 C3 (C3)、 RAS 致癌基因家族成员 (RAB13) 和分泌性磷蛋白 1 (SPP1)（图1r）。总之，这些发现揭示了在 AN1792 免疫的大脑中， Aβ 微环境持续存在炎症， Aβ 清除有限，以 IL-2–STAT5 和补体信号为标志，以及 AD 中的炎症反应基因上调。

由于每个 ST 点包含 1-10 个细胞，他们旨在使用 Cell2Location (C2L) 来分析它们的细胞组成，该方法将 ST 数据与单细胞核转录组分析 (snRNA-seq) 数据相结合。他们从来自 AD 和 NND 对照的 424 个背外侧前额皮质 (DLPFC) 组织的 snRNA-seq 数据集构建了一个参考图谱，采样至 34695 个细胞以获得接近相等的细胞类型表示（图2a）。C2L 分析将细胞类型映射到预期的空间位置（图2b）。在 AN1792 免疫后的灰质中，由于细胞映射不可靠而排除第 I 层，他们观察到星形胶质细胞相对数量增加，第 2/3 层 (L2/3) 兴奋性神经元 (EN) 减少，但是这些变化在统计学上并不显著，预计小胶质细胞在 iAD-lim 皮质中最为丰富。

然后，他们注释了特定细胞类型在其预期空间区域内最富集的 ST 点（图2c）。比较细胞类型富集的 ST 点中 iAD 与 nAD 基因表达，结果显示 L2/3 EN 富集的 ST 点中 DEG 最多，其次是小胶质细胞和星形胶质细胞（图2d）。相反，与 NND 相比，nAD 样本的 DEG 主要出现在 4/5 层 (L4/5) EN、中间神经元和 L2/3 EN 中（图2d）。与 nAD 相比，iAD 中富含小胶质细胞的 ST 点显示APOE、TREM2、A2M、RAB13、FAM107A和其他淀粉样蛋白反应基因[如溶酶体相关膜蛋白 1 (LAMP1)、CD163 分子 (CD163)、含有 PYD 和 CARD 结构域 (PYCARD)、整合素亚基 alpha X (ITGAX) 和载脂蛋白 C1 (APOC1)]的上调，而 HSP 基因下调（图2e）。 iAD 与 nAD 和 nAD 与 NND 之间最不同的 DEG[例如，DnaJ 热休克蛋白家族(Hsp40)成员 A1 (DNAJA1) 和 Fas 凋亡抑制分子 2 (FAIM2)]表明 AN1792 后细胞应激降低，细胞凋亡中断（图2f）。

对富含小胶质细胞的 ST 点进行差异表达分析显示，与 nAD 相比，iAD-ext 中的 DEG 比 iAD-lim 中的多，表明小胶质细胞状态更独特，Aβ 清除范围更广（图2g）。iAD-ext 中唯一上调的基因包括APOE、MARCKS和成纤维细胞生长因子受体 3(FGFR3)（图2h）。FGFR3 是成纤维细胞生长因子 2 (FGF2) 的受体，神经元在寡聚 Aβ 诱导的损伤后释放该因子。这种相互作用促进小胶质细胞迁移和碎片吞噬，有助于神经保护。在 iAD-lim 中， TREM2、A2M和LAMP1以及TYROBP上调，它将 TREM2 与小胶质细胞中的APOE转录联系起来。共有的上调基因包括PYCARD和 Toll 样受体 7(TLR7)（图2h），而非共有基因在两组中显示出相似的趋势，但没有显著性（图2i）。PYCARD激活炎症小体，形成凋亡相关的斑点样蛋白，其中含有可以交叉播种 Aβ 病理的 CARD（ASC）斑点。在 AN1792 免疫的 FCX 中，在 Aβ 斑块周围的 IBA1+小胶质细胞中证实了蛋白质 TMS1/ASC（由PYCARD编码）、A2M 和 APOE的定位（图2j-l）。

在Aβ清除能力不同的组别间，小胶质细胞富集ST点位中差异最显著的基因分别为：iAD-lim组的白细胞特异性蛋白1（LSP1）和免疫相关GTP酶（GIMAP）基因家族，以及iAD-ext组的FGFR3和HSPA1A。LSP1在Fcγ受体介导的吞噬过程中定位于新生吞噬杯 (phagocytic cup)。通路分析显示两组均存在IL-2-STAT5信号通路上调，其中iAD-ext特异性激活氧化磷酸化与脂肪生成通路，而iAD-lim则表现为补体系统和未折叠蛋白反应通路的下调（图2m）。

接下来，他们检测了小胶质细胞富集区域中 iAD-ext 与 nAD 和 NND 与 nAD 之间共有的基因，以确定 iAD-ext 大脑中的转录组变化是否反映了与 NND 类似的恢复稳态。共有的上调基因包括FGFR3、冷诱导 RNA 结合蛋白(CIRBP)和SORBS3，而下调基因包括FAIM2、DNAJA1和热休克蛋白 90 α 家族 A 类成员 1(HSP90AA1)（图2n-o）。CIRBP是一种应激反应基因，可通过抗氧化和抗凋亡通路调节炎症并改善神经元淀粉样蛋白毒性。这些发现表明，iAD-ext 大脑中小胶质细胞富集的 ST 点中的一些 DEG 反映了小胶质细胞基因表达向 NND 对照谱的转变。

为了研究 AN1792 免疫后的小胶质细胞功能，他们将iAD大脑中富含小胶质细胞的 ST 斑点特征与已发表的人类 AD 小胶质细胞状态进行了比较。在这里，AN1792 免疫后的 iAD 大脑显示应激反应性小胶质细胞 (MG6)、炎症状态（MG2、MG8、MG10）和糖酵解小胶质细胞 (MG7) 减少，核糖体生物合成小胶质细胞 (MG3)增加（图2p）。值得注意的是，MG3 小胶质细胞表现出与疾病相关的小胶质细胞 (DAM) 特征基因的强烈富集。相反，与 NND 相比，nAD 中的炎症和应激反应性小胶质细胞状态增加。使用单独的小胶质细胞分类显示免疫后应激反应性小胶质细胞（Mic.11）、小胶质细胞（Mic.2、Mic.4）、反应性小胶质细胞（Mic.6-Mic.8）、干扰素反应性小胶质细胞（Mic.14）和丝氨酸蛋白酶抑制剂家族 E 成员 1（SERPINE1）表达的小胶质细胞（Mic.16）减少（图2q）。总体而言，无论残留 Aβ 水平如何，主动 Aβ 免疫均可降低应激反应性小胶质细胞。然而，iAD-ext 中的小胶质细胞从糖酵解转向氧化磷酸化，而 iAD-lim 中的补体和未折叠蛋白反应减弱，吞噬基因上调。这些发现表明，有效的 Aβ 清除依赖于平衡的小胶质细胞代谢状态，而这种平衡状态也能保护细胞免受 Aβ 的神经毒性。

他们对主动免疫的 AD 患者大脑中小胶质细胞对 Aβ 的反应很感兴趣，因此他们扩大了研究范围，以检测对被动 lecanemab 免疫的免疫反应（图3a）。他们分析了一个特殊的 AD 患者病例，该患者在 5 周内接受了三次 lecanemab 输注，不久后因脑出血去世。他们的尸检分析显示，受 CAA 感染的血管中存在组织细胞性血管炎，血管 Aβ 碎裂和皮质内吞噬作用，同时根据美国国家老龄化和阿尔茨海默病协会 (NIA-AA) 指南，AD 病理负担“很高”。值得注意的是，还观察到实质 Aβ 斑块吞噬作用。他们将该患者与三名APOE ε4/ε4 匹配的对照者进行了比较，这三名对照者均具有高 AD 病理和血管性 AD 病理，且未接受抗 Aβ 治疗（图3b）。研究的皮质组织来自左侧中部 FCX、颞上皮质 (TCX) 和顶下小叶 (PCX)，以及后海马 (HIPP)。选择这些区域是因为该患者脑内 Aβ 清除水平不同。他们使用 scRNA-seq 和空间蛋白质组学技术来鉴定这些区域中对被动 Aβ 免疫的细胞类型特异性免疫反应（图3c）。

组织切片进行了IBA1和泛Aβ染色，他们利用人工注释和机器学习技术，区分了皮质和血管性Aβ病理（图3d）。灰质Aβ定量分析显示，与对照组相比，Lecanemab组TCX和PCX的皮质Aβ减少（图3e）。此外，Lecanemab组皮质Aβ中IBA1阳性细胞覆盖的比例更高（约44%），而对照组仅为约15%（图3f）。这些数据表明髓系细胞对Aβ的清除存在区域差异。为了进一步探索被动免疫后对 Aβ 的免疫反应，他们对从每个脑区分离的细胞进行了 scRNA-seq，并使用 SoupX 技术来最大限度地减少环境 RNA 污染。他们评估了质量控制指标、来自所有组织的整合细胞并使用其高表达基因注释的细胞聚类（图3g）。Lecanemab 病例显示 GABA 能中间神经元相对增加，内皮细胞、成纤维细胞和平滑肌细胞减少（图3h）。除 HIPP 外，所有区域均富集 T 细胞，PCX 和 TCX 中的单核细胞/巨噬细胞，以及 TCX、PCX 和 HIPP 中的小胶质细胞（图3h）。

小胶质细胞和巨噬细胞的差异表达分析显示，上调的基因与小胶质细胞活化[SPP1和几丁质酶 3 样 1 (CHI3L1)]、溶酶体功能[组织蛋白酶 B (CTSB)、颗粒蛋白 (GRN)]和干扰素反应[Lecanemab 病例中的干扰素 α 诱导蛋白 6 (IFI6)]有关（图3i）。其他上调的基因包括与铁储存相关的基因[铁蛋白重链 1 (FTH1)、铁蛋白轻链 (FTL) ]和脂质代谢（APOC1）（图3i）。SPP1和APOC1是小胶质细胞独有的上调最多的基因（图3j）。SPP1由活化反应小胶质细胞表达，并有助于组织修复。他们证实了斑块相关小胶质细胞中 SPP1 和 APOC1 蛋白的表达利卡尼单抗治疗后的HIPP。巨噬细胞特异性上调基因包括TREM2、APOE和CD68（图3j）。两种细胞类型均表现出HSP基因表达下降，而血红素加氧酶1 (HMOX1)是它们之间共有的上调最多的基因，反映了Lecanemab治疗的病例中对出血的免疫反应。

为了研究免疫后小胶质细胞和巨噬细胞的功能，他们进行了富集分析。在Lecanemab病例中，调节血管功能（例如顶端连接、凝血和血管生成）的通路在巨噬细胞和小胶质细胞中上调（图3k） 。此外，他们发现巨噬细胞中补体信号失调，而小胶质细胞中补体信号增强（图3k）。他们还观察到小胶质细胞中IL-2-STAT5信号失调，与该通路相关的DEG既有下调的，也有上调的（图3k），这些数据突显了被动Aβ免疫后脑髓系区室的明显改变。

值得注意的是，Lecanemab 病例中的小胶质细胞转录组特征因大脑区域而异。小胶质细胞基因表达的大多数变化都观察到在 TCX 和 PCX 中，这两个区域具有最多的 Aβ 清除率。来自这些区域的小胶质细胞表现出参与补体信号传导（C3）、溶酶体功能和蛋白质降解（例如，组织蛋白酶基因）、铁储存和调节（FTH1、FTL）和SPP1表达增加。区域 DEG 与各种信号通路相关。在 FCX 中，DEG 表明活性氧信号传导增加（图3l） 。TCX 和 PCX 显示补体信号增强，而 PCX 还表现出干扰素反应降低，以及其他变化（图3l）。HIPP 显示胆固醇稳态降低（图3l）。此外，小胶质细胞DEG与血管通路（例如血管生成和凝血）相关，但这种关联仅存在于TCX和PCX（Aβ清除率较高的区域）（图3l）。因此，不同的小胶质细胞表型可能是导致Lecanemab治疗的病例不同脑区Aβ清除率差异的原因。

免疫细胞亚群鉴定出两种小胶质细胞状态，Mg-2 和 Mg-4，它们在接受 Lecanemab 治疗的脑区中富集，这些脑区 IBA1-Aβ 募集和 Aβ 清除最多（图3m-o）。Mg-2 表现出混合的 DAM 和稳态特征，表达TREM2、APOE和稳态标志物，以及高水平的 AXL 受体酪氨酸激酶 (AXL)、C3、CD74和SPP1（图3o-p）。Mg-4 显示出经典的 DAM 特征，ITGAX、脂蛋白脂肪酶(LPL)、基质金属肽酶 9 (MMP9)、CHI3L1和SPP1升高（图3o-p）。两个聚类均显示补体通路信号增强（图3q）。

综上所述，在接受Lecanemab治疗后，小胶质细胞中存在上调基因（例如SPP1和APOC1）。此外，他们在Aβ清除的脑区观察到两种不同的小胶质细胞表型，均表达APOE和TREM2，并显示补体信号增强。这些发现表明，被动Aβ免疫会触发与Aβ清除相关的特定小胶质细胞适应性改变。

在使用单细胞分析确定了小胶质细胞对 Lecanemab 的反应后，他们接下来使用空间蛋白质组学对相邻组织切片进行研究，以研究 Aβ 微环境的免疫反应（图4a）。他们分析了一个 11 × 11 毫米的 ST 捕获区域（14336 个点），使用 DAPI 染色注释的 ST 点以描绘脑膜、皮质层和白质，并排除出血区域（图4b）。质量控制指标揭示了 nAD 大脑中表达基因数量和线粒体读取百分比的变化。然而，区域比较显示 nAD 组和 Lecanemab 病例之间没有显著差异。他们区分了皮质和血管 Aβ，构建了扩张的 Aβ 微环境并定义了富含 Aβ 的 ST 点（图4c）。与 AN1792 的结果一致，他们发现皮质浅层（I 和 II）的 Aβ 减少。然而，与 AN1792 不同的是，差异表达分析显示，皮质深层（III、IV 和 V/VI）（图4d）中的 DEG 最多。

皮质 Aβ 阳性 ST 点的转录组分析表明，在清除最多的区域（TCX 和 PCX），残留的富含 Aβ 的 ST 点失调最严重。与图3中小胶质细胞的单细胞分析一致，TCX 中富含 Aβ 的 ST 点表现出与补体信号传导[C3、补体 C1q C 链(C1QC)]和脂质代谢[APOE、脂肪酶 A、溶酶体酸型(LIPA)]相关的基因表达更高（图4e）。他们观察到 APOE 定位于接受 Lecanemab 治疗的大脑中由 IBA1+髓系细胞包围的 Aβ 斑块上。此外，除 FCX 外，所有区域的 Aβ 微环境都上调了参与溶酶体功能和蛋白质降解（CTSB）、铁储存（FTH1、FTL）和炎症期间细胞外基质重塑（CHI3L1）的基因。A2M在 TCX 和 HIPP Aβ 微环境上调。他们还观察到 A2M 定位于 Aβ 沉积物周围的 IBA1+髓样细胞。值得注意的是，他们发现所有脑区 Aβ 微环境的SPP1和FTH1均上调。TCX 中富含 Aβ 的 ST 点的通路分析显示补体信号通路上调（图4f）。有趣的是，所有区域的脂肪生成通路都有所增加，表明参与脂质代谢过程（图4f）。

接下来，他们在皮质 Aβ 微环境内的蛋白质水平上评估了免疫反应。他们调整了 ST 方法，纳入了 31 种针对免疫蛋白的条形码抗体，这些抗体与 RNA 探针一起转移，以生成空间蛋白质组学数据。他们评估了有或没有相应 DEG 转录本的差异表达蛋白 (DEP)（图4g）。在 DEP 中，HLA II 类组织相容性抗原 DR α 链 (HLA-DRA) 在所有脑区富含 Aβ 的 ST 点中上调（图4g）。与小胶质细胞吞噬反应相关的蛋白质，例如 CD11c 和 CD68，在 TCX 和 HIPP 中上调。IHC 揭示了HIPP 中 Aβ 沉积周围的IBA1+小胶质细胞内有许多 CD68+溶酶体结构（图4h）。有趣的是，免疫抑制受体配体程序性细胞死亡 1 配体 1 (PD-L1) 在 Aβ 清除率最高的区域（TCX、PCX）减少。

他们使用 LOESS 评估了 Lecanemab 治疗脑中富含 Aβ 的 ST 点内的非线性表达变化。他们鉴定了 11 个聚类，其中聚类 3 与免疫途径最相关，包括高补体和 IL-2–STAT5 信号传导。在 Lecanemab 病例中，聚类 3 在 Aβ 含量最高的 ST 点中显著上调，并包括之前鉴定的基因，例如A2M、APOE、APOC1、CTSB、CD68、FCGBP、ITGAX、SPP1和TREM2（图4i-j）。总之，对 Aβ 微环境进行蛋白质组学分析，鉴定了接受 Lecanemab 治疗的 AD 患者中与 Aβ 清除相关的小胶质细胞状态。

为了识别主动和被动免疫后对 Aβ 的常见和不同小胶质细胞反应，他们整合了所有组织的分析。他们定量了灰质中的 Aβ 覆盖率，证实了免疫相关的覆盖率下降（图5a-b）。此外，他们观察到 Aβ 的髓系募集增加（图5c）。他们整合并聚类了皮质灰质富含 Aβ 的 ST 点（图5d）。这产生了九个基于基因表达的不同 Aβ 生态位聚类（图5e）。他们假设这些差异是由不同的细胞微环境驱动的，并使用 C2L 从整合的 scRNA-seq 图谱中预测细胞类型丰度来验证这一点。富含小胶质细胞的皮质 Aβ-6 聚类在 Lecanemab 治疗后的样本中最为突出，其次是 AN1792 样本中的增幅较小（图5f ）。该聚类由A2M、APOE、C1QC、C3、SPP1和其他基因的表达定义。因此，皮质 Aβ-6 聚类可能代表富含 Aβ 的 ST 点，其中募集了髓系细胞。在 Aβ 清除有限的 AN1792 样本和 Lecanemab 治疗的大脑区域中，与 nAD 对照相比，该聚类显示出更高的 Mg-2 和 Mg-4 小胶质细胞丰度。

AN1792 和 nAD 样本之间的 Aβ-6 ST 点差异表达分析发现，AN1792 样本中FAM107A、RAB13、TREM2和其他基因上调（图5g）。在 Lecanemab 处理的 ST 点中，他们观察到A2M、APOE和其他基因上调（图5h）。通过 DESeq2分析，他们发现SPP1在 Lecanemab 处理的皮质 Aβ-6 ST 点中高度上调（图5i），在接受 Lecanemab 治疗的脑区的 Aβ 微环境内 Mg-2 和 Mg-4 小胶质细胞亚型富集（图5j-k）。Aβ 相关 Mg-2 和 Mg-4 ST 点的基因表达分析显示，在 AN1792 样本中APOE和FAM107A表达增加（图5l），并且在接受 Lecanemab 治疗的区域中，溶酶体功能和铁代谢基因中APOE、LIPA、SPP1和TREM2上调（图5m）。FAM107A在 AN1792 样本中的 Mg-2 和 Mg-4 Aβ 相关 ST 斑点中特异性增加，而SPP1和LIPA仅与 Lecanemab 治疗相关。使用 CellChat 技术分析，他们绘制了与 APOE、补体和 SPP1 通路相关的细胞间信号传导，发现在 Lecanemab 治疗的大脑中通过补体和 SPP1 通路增加了小胶质细胞信号传导，并且在 Lecanemab 和 AN1792 样本中 APOE 信号传导均增强。

为了实现单细胞分辨率，他们将高清 ST 应用于接受 Lecanemab 治疗的大脑和 nAD 对照的 HIPP。将细胞核分割、聚类并用顶部标记注释（图5n）。他们使用免疫荧光染色将细胞核映射到 Aβ 斑块（图5o）。在接受Lecanemab 治疗的大脑中，在 Aβ 斑块 20 µm 范围内，髓系细胞（假定的小胶质细胞）过度表达，但在 nAD 对照中则没有（图5o-p）。差异表达分析证实，在 lecanemab治疗后，Aβ 斑块附近的小胶质细胞中SPP1、APOE和其他基因表达增加（图5q），SPP1表达定位于 Aβ 周围的细胞核（图5r）。这些数据验证了研究过程中许多低分辨率 ST 结果。

最后，为了鉴定 AN1792 处理和 Lecanemab 处理后大脑中小胶质细胞和 Aβ 斑块微环境的常见和不同基因表达变化，他们根据概率差异倍数 (PFC) 对基因进行排序并分配百分位数等级。在 AN1792 样本中，FAM107A是反应最活跃的基因，其次是 ATP 合酶抑制因子亚基 1 (ATP5IF1)、TREM2和APOE（图5s）。在 Lecanemab 处理的大脑区域中，CHI3L1、F3、HMOX1和SPP1是诱导最活跃的基因（图5t）。值得注意的是，TREM2和APOE在两种治疗中均成为常见的反应基因（图5u），这些结果突出了与主动和被动Aβ免疫相关的独特（FAM107A、SPP1）和常见（APOE、TREM2）小胶质细胞反应基因。

他们将TREM2和APOE表达与 AN1792 患者的临床数据关联起来，发现 AN1792 抗体滴度与富含小胶质细胞的 ST 区斑点中的TREM2 / APOE表达之间存在正相关（图5v）。使用标准化方法评估整个新皮质中的APOE表达与 Aβ 斑块评分之间也呈负相关趋势。这表明小胶质细胞APOE和TREM2的表达水平与免疫反应和 Aβ 清除率直接相关。

本研究使用多组学技术来探索主动和被动 Aβ 免疫对 AD 大脑的影响，比较了主动免疫的 AD 患者、未免疫的 AD 患者和神经健康对照者，确定了与 Aβ 清除相关的不同小胶质细胞状态，深入研究了 Lecanemab 治疗后与 Aβ 清除有关的转录通路，发现了因大脑区域而异的空间上不同的小胶质细胞反应。本研究的分析表明，在不同免疫方法中，TREM2 和APOE均上调，这与抗体反应和 Aβ 清除呈正相关。此外，本研究还发现脑髓系细胞中的补体信号有助于免疫接种后Aβ的清除。这些结果为调控Aβ清除的转录机制提供了新的见解，并阐明了小胶质细胞在免疫介导的Aβ清除中的作用。重要的是，本项研究发现了可能增强Aβ靶向免疫疗法的潜在分子靶点，为开发更有效的AD治疗策略开辟了新途径。