文獻解讀：食管癌的單細胞轉(zhuǎn)錄景觀及其對新輔助化療的調(diào)控
導語
免疫檢查點阻斷最近被證明對食管腺癌（EAC）患者亞群有效，但對EAC免疫微環(huán)境知之甚少。通過單細胞測序的分析揭示了10個主要細胞亞群�；熐�，腫瘤被T調(diào)節(jié)細胞和耗盡的效應T細胞大量浸潤，而漿細胞樣樹突狀細胞顯著擴張。還觀察到兩種主要的癌相關成纖維細胞群，而內(nèi)皮細胞群受到抑制�；熀蟮牟±砭徑馀c免疫異常的廣泛逆轉(zhuǎn)、成纖維細胞轉(zhuǎn)變和內(nèi)皮細胞的增加相關，而耐藥上皮干細胞群與不良反應相關。這些發(fā)現(xiàn)揭示了當前免疫療法的基礎和限制反應的特征，并確定了一系列靶向治療的新機會。
方法
檢測了8名患者，未接受治療的患者（n= 4），接受過新輔助化療（n = 4)，癌旁組織(1例未接受治療，1例化療后治療)，共10個樣本進行單細胞RNAseq
結(jié)論
發(fā)現(xiàn)食管腺癌復雜的局部微環(huán)境的發(fā)展，該微環(huán)境驅(qū)動強大的T細胞免疫反應，其效力受到效應細胞耗竭和調(diào)節(jié)亞群擴張的限制。這與漿細胞樣樹突狀細胞和癌相關成纖維細胞的擴張有關，而內(nèi)皮細胞受到明顯抑制。有效的新輔助化療可以通過抑制T調(diào)節(jié)池、糾正樹突狀細胞亞群、轉(zhuǎn)化成纖維細胞群和擴張內(nèi)皮細胞亞群來逆轉(zhuǎn)這些變化。這導致了功能失調(diào)前效應T細胞的發(fā)育和強大的B細胞擴增。這些發(fā)現(xiàn)可能有助于指導EAC患者引入新的免疫治療方法。
實驗思路圖
研究結(jié)果
1. 食管癌微環(huán)境包括多種細胞亞型，新輔助化療產(chǎn)生反應不同的調(diào)節(jié)
共52,387細胞，分10 種細胞亞群：T細胞、自然殺傷細胞、B細胞、漿母細胞、髓系細胞、肥大細胞、成纖維細胞、肌成纖維細胞、內(nèi)皮細胞和上皮細胞以及少量循環(huán)淋巴細胞。與正常組織相比，腫瘤組織中T細胞和循環(huán)淋巴細胞的比例增加，但內(nèi)皮細胞的比例不足。新輔助化療治療后NK和增殖T細胞的比例減少，而B細胞、內(nèi)皮細胞和成纖維細胞的數(shù)量增加。
2. 新輔助化療減少了調(diào)節(jié)T細胞，增加了 效應T的比例
25,588個T細胞無監(jiān)督聚類鑒定出15個不同的群體，其中5個為CD4+，7個為CD8+，3個代表T reg。組織中很少存在naïve T細胞，效應反應占優(yōu)勢。表達CXCL13的CD8+ T亞群被認為是許多腫瘤中衰竭的一個特征，數(shù)量增加并與化療反應不良相關。未化療腫瘤組織內(nèi)CD4：CD8比值為1.1，NACT后下降至0.65�；燂@著降低了腫瘤內(nèi)T調(diào)節(jié)細胞的比例，CD4+效應細胞：CD4+調(diào)節(jié)細胞的比例從1.6增加到3.4增加了2倍以上（p = 0.029），而CD8+：Treg比值從4增加到6.5（p=0.057）
3. 腫瘤中cDC與pDC的比例明顯降低，但在新輔助化療后增加
2855個髓系細胞細分為9個細胞群，包括3個DC和2個巨噬細胞，3個單核細胞和一個中性粒細胞。腫瘤組織中DC細胞的相對分布發(fā)生了明顯的改變。特別是pDC明顯增加，而cDC被抑制，化療后得到顯著修正。在NACT，髓系亞群和病理反應的程度之間沒有發(fā)現(xiàn)其他的關聯(lián)。
4. 腫瘤組織中漿母細胞數(shù)量增加，但在化療的有效反應后被抑制
7677個B細胞細分鑒定出9個B細胞亞群，其中包括1個幼稚細胞、2個記憶亞群、4個轉(zhuǎn)換記憶亞群以及2個漿母細胞群。腫瘤組織中以S100A10表達為特征的轉(zhuǎn)換記憶B細胞減少，而漿母細胞數(shù)量增加。一個值得注意的特征是，DNAJB1+切換記憶B亞群在化療后表現(xiàn)出顯著的轉(zhuǎn)錄差異，表明其具有深刻的細胞可塑性。
5. 兩種重要的腫瘤相關纖維細胞存在食管癌中，并被新輔助化療抑制
4751個細胞中鑒定出7個不同的成纖維細胞亞群，這些細胞在組織樣本和化療之間有相當大的差異，各自表達不同的marker基因。以COL1A2和IER2高平表達為特征的兩個成纖維細胞亞群在腫瘤微環(huán)境中顯著增加，而在鄰近的正常食管組織中幾乎完全缺失。盡管它們的存在與病理反應較差相關，但化療后這些癥狀有所減少�；煴┞逗�，兩個群體均表現(xiàn)出顯著的轉(zhuǎn)錄差異，而MFAP5高表達的成纖維細胞在腫瘤與正常比較中表現(xiàn)出最高的轉(zhuǎn)錄差異。相比之下，其余5個成纖維細胞群體包括肌成纖維細胞，在腫瘤組織中減少，但在化療后增加。
6. 上皮細胞是少數(shù)群體，化療后干細胞祖細胞的選擇性存活確定了一系列潛在的治療靶點
390個上皮細胞上無監(jiān)督聚類鑒定出6個簇，其中4個在腫瘤中富集，可能由原發(fā)腫瘤群體主導。研究發(fā)現(xiàn)，S100鈣結(jié)合蛋白家族的潛在重要性在腫瘤富集上皮細胞亞群中進一步發(fā)現(xiàn)，S100A2高表達，化療后增加，其表達與不良反應相關。這些細胞表達KRT15和COL17A1，這是食管上皮干細胞的標記物，其相對的化療耐藥性顯著，這表明它們可能在疾病復發(fā)中發(fā)揮潛在作用。
7. 食管癌TME中的內(nèi)皮細胞結(jié)構(gòu)及其對化療的調(diào)節(jié)
在腫瘤微環(huán)境中，內(nèi)皮細胞的總體比例顯著減少。2654個細胞無監(jiān)督聚類鑒定了6個內(nèi)皮細胞亞群，包括不同的小動脈、毛細血管、小靜脈和淋巴型內(nèi)皮細胞群。腫瘤組織與正常組織相對比例相當，包括優(yōu)勢毛細血管、小動脈、毛細血管后小靜脈和淋巴管。在大的毛細血管后小靜脈簇中觀察到高水平的HLAII類表達，表明存在免疫監(jiān)測角色由于非典型趨化因子受體ACKR1的表達，其最大的內(nèi)皮細胞數(shù)量在化療后顯著增加。
參考文獻：
REF：Croft Wayne,Evans Richard P T,Pearce Hayden et al. The single cell transcriptional landscape of esophageal adenocarcinoma and its modulation by neoadjuvant chemotherapy.[J] .Mol Cancer, 2022, 21: 200.
