小細胞肺癌（SCLC）是肺癌中惡性程度最高的類型，占所有肺癌病例的15%，其增殖速度快并且預后極差，早期患者的五年生存率為15%-30%，而晚期患者則不到1%[1]。

對于延長患者的生存期，在一線化療中加入免疫治療帶來的效果很有限[2]。究其原因，還是科學家們對SCLC異質性特征及其背后涉及的分子通路了解的不多。

想要知道的更多？那自然是像我們看圖片一樣——需要更高分辨率的數據。

近日，由紀念斯隆凱特琳癌癥中心的Dana Pe’er和Charles M. Rudin領銜的研究團隊在Cancer Cell期刊發表重要研究成果[3]。

他們對來自49個肺癌相關的組織樣本的155098個細胞進行了單細胞測序（其中包括54523個SCLC細胞），發現了一個出現在多個亞型中的以PLCG2高表達為特征的SCLC細胞亞群，這些細胞有著干細胞樣和高轉移潛力的特征，并且與更差的預后有關，對于臨床治療具有重大意義。

肺癌可分為小細胞肺癌和非小細胞肺癌（包括肺腺癌、肺鱗癌、肺腺鱗癌等），盡管在形態學上SCLC在患者間看起來并無二致，但大量的研究數據顯示，SCLC可根據ASCL1、NEUROD1、POU2F3（SCLC-A、-N和-P型）以及YAP1這四個基因的差異表達分為不同的亞型[4]。

然而這樣的分類帶來了新的問題，這些亞型與腫瘤分期、轉移潛力和免疫微環境的關系仍然未知。

為了深入探究這些問題，Pe’er和Rudin團隊對來自49個樣本（21個SCLC、24個LUAD以及4個癌旁組織）的155098個細胞（54523個SCLC細胞）進行了單細胞測序。SCLC和LUAD隊列都包括接受過治療和無治療史患者，同時所取的樣本也包括轉移和原位組織。

與LUAD相比，SCLC的拷貝數變異數量更多，并且SCLC在患者間的異質性也更大，甚至在沒有接受過治療的患者中也是這樣。

接著，研究人員利用鄰接圖的方法對54523個SCLC細胞重新進行了亞型無監督聚類?；谥皥蟮赖乃膫€基因ASCL1、NEUROD1、POU2F3和YAP1，可以分成三類，分別是SCLC-A、SCLC-N、SCLC-P。但事實上還有一類研究人員認為屬于TP53型。

由于YAP1表達量較低，所以沒有發現SCLC-Y，這個分析結果得到了各類間標志基因表達量差異驗證。

在重現了已有結論后，Dana Pe’er和Charles M. Rudin團隊開始探究SCLC各種亞型與腫瘤發展的關系。由于他們的數據里只有一個樣本屬于SCLC-P型，因此接下來的分析便集中于SCLC-A和-N型。

與已有研究一致的是，他們發現SCLC-A大多是原位腫瘤，而SCLC-N則大部分是轉移瘤，并且SCLC-N的患者間異質性要比SCLC-A大得多。這些證據支持了臨床前模型中SCLC-N可以由SCLC-A進化而來的現象[5]。

在差異表達和通路分析中，他們發現SCLC-A中上調的是調控細胞周期發展的基因，而SCLC-N則呈現出促進腫瘤轉移的基因表達模式，這表明SCLC-N與腫瘤的轉移有關。

由此可見SCLC的各亞型的轉錄組之間存在很大的差異，這與SCLC患者大都有著較差的預后形成反差。研究人員猜測在大部分患者的腫瘤中應該存在一種與不良預后相關的細胞亞群，才能解釋這樣的反差。

他們利用SCLC細胞的單細胞數據進行了聚類分析，共得到25個不同的細胞亞群，大部分亞群都只存在于單一的腫瘤樣本中，但是22號亞群卻在許多腫瘤樣本中都存在，并且有著最高的亞型不確定性，表明22號亞群細胞有干細胞特征。

果然，基因富集分析發現22號亞群中的細胞中上調了與腫瘤轉移和神經干細胞相關的基因。這些上調的基因中，差異最大的基因是PLCG2，研究人員認為它可能是促進腫瘤轉移的驅動基因。

與設想一致的是，和肺部的原位瘤相比，轉移瘤中的PLCG2表達量更高，并且在肝轉移瘤中的表達量最高，這是SCLC最常見的轉移部位。

為了得到更有力的證據，研究人員接著做了體外培養和小鼠實驗。在體外培養實驗中，他們分別在PLCG2低表達的細胞系（SHP-77）中過表達PLCG2，以及在PLCG2高表達的細胞系（H526）中敲除PLCG2，之后又將這兩種處理過的細胞系移植到小鼠體內。

實驗結果表明，在體外PLCG2的表達賦予了細胞更強的遷移能力和侵襲性；而在小鼠體內，PLCG2的表達同樣使得腫瘤細胞有更強的轉移潛力。

這些結果表明PLCG2很有可能是促進腫瘤轉移的驅動基因?；氐阶铋_始的問題，在大多數患者中存在的PLCG2高表達22號細胞亞群是否與更差的預后有關呢？

研究人員在一個獨立的SCLC隊列中發現：患者腫瘤組織中表達PLCG2的細胞比例與總生存期呈負相關（r=-0.34，p=0.04）。這個隊列的生存分析也發現：表達PLCG2的細胞比例較高的患者總生存期更短。

但是PLCG2高表達畢竟只是22號亞群細胞的一個特征，更進一步的分析表明：患者腫瘤組織中22號亞群細胞的比例與總生存期呈更強的負相關（r=-0.65，p=0.009），生存分析的結果也是一致的。研究人員據此認為有干細胞樣、強轉移能力并且高表達PLCG2的22號亞群細胞，對SCLC患者的預后有較大的影響。

Dana Pe’er和Charles M. Rudin團隊接著研究了SCLC其他的一些特征。

一直以來，SCLC被認為是一種免疫“冷”腫瘤（缺乏免疫細胞），因此免疫治療的效果很有限。但最近的研究認為SCLC的免疫微環境存在亞型之間的異質性。

研究人員利用流式細胞術在他們的樣本以及一個獨立隊列中發現：不論是SCLC-N還是SCLC-A中的免疫細胞（CD45+）數量都比LUAD少，并且SCLC-N的更少。

然后他們利用MIBI（多路離子束成像）技術得到了每個腫瘤樣本中的免疫細胞在空間中的分布，并且根據在800800范圍內免疫細胞的數量將腫瘤分成了“冷”、“熱”（免疫細胞數量>250）腫瘤。結果發現大部分的SCLC樣本都屬于“冷”腫瘤，并且SCLC-N型更為明顯。

SCLC各亞型間免疫微環境總體的差異分析完，研究人員接著探究了T細胞在亞型間的差異。他們利用非負矩陣分解方法將他們SCLC樣本中的免疫細胞分成30類，其中7類對應的是不同類型的T細胞。經過對比發現，SCLC-N有更多的Treg和耗竭CD8+ T細胞，SCLC-A則有更多的效應CD8+ T細胞和Tgd。

并且SCLC-N中效應CD8+ T細胞與Treg數量的比值更低，后續的成像技術分析得到了一致的結果，有研究證明這個比值更低在多種癌癥中意味著更差的預后[6]。

最后，研究人員分析了SCLC樣本中髓樣細胞的特征。他們對SCLC樣本中的髓樣細胞根據單細胞測序數據進行了重聚類，產生了7種單核/巨噬細胞（Mono/M）、4種中性粒細胞、2種樹突狀細胞。

隨后，由于功能的相似性，他們將7種Mono/M細胞亞群與特發性肺纖維化（IPF）患者的髓樣細胞進行比較，發現Mono/M1與IPF相關的髓樣細胞基因表達特征最相似。

在結合了LAUD和肺部正常組織中的髓樣細胞后，研究人員對三種樣本中的髓樣細胞再次進行了聚類，他們發現與IPF類似的Mono/M細胞在SCLC中的比例更高，甚至在未經治療的樣本中也是一樣。

于是，研究人員猜測這類纖維化的Mono/M細胞可能通過與特定的SCLC細胞亞群互作來促進腫瘤發展。他們發現SCLC-A與Mono/M2和12顯著相關，而SCLC-N則與Mono/M1和9相關，并且之前討論過的22號細胞亞群與Mono/M1和7顯著相關。

這就再次回到了22號細胞亞群，研究人員又分析了它與非髓樣免疫細胞亞群的關系，發現它與耗竭CD8+T細胞有顯著關聯。后續的成像分析證明了這些結論。

最終，Dana Pe’er和Charles M. Rudin團隊認為：22號細胞亞群可能存在于以耗竭CD8+T細胞，以及纖維化的Mono/M細胞為特征的免疫微環境中。(世聯博研(Bioexcellence)世聯博研Bioexcellence）

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