2020年7月20日，中山大學(xué)腫瘤防治中心、深圳華大生命科學(xué)研究院、中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院與中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院等單位合作完成的最新研究成果“Single-cell transcriptomics reveals regulators underlying immune cell diversity and immune subtypes associated with prognosis in nasopharyngeal carcinoma”在Cell Research（IF 20.5）雜志上在線發(fā)表。

這項工作首次從單細(xì)胞水平上系統(tǒng)全面地構(gòu)建了鼻咽癌的腫瘤微環(huán)境圖譜，對鼻咽癌腫瘤細(xì)胞的異質(zhì)性和免疫細(xì)胞的多樣性進(jìn)行了深入分析，鑒定了一系列與患者預(yù)后密切相關(guān)的分子特征及潛在的治療靶點。該研究在單細(xì)胞水平上揭示了鼻咽癌的細(xì)胞異質(zhì)性，為鼻咽癌的精準(zhǔn)治療奠定了新的基礎(chǔ)。

鼻咽癌是一種獨特的頭頸癌，該癌種的分布在地域上極不平衡：在東亞和東南亞特別是中國南方高度流行，也被稱之為“廣東瘤”。

鼻咽癌的發(fā)病從病因上與EB病毒（EBV）感染高度相關(guān)，并且病理學(xué)特征表現(xiàn)為腫瘤病變周圍和內(nèi)部的免疫細(xì)胞高度浸潤，該特殊的微環(huán)境特征表明免疫治療在鼻咽癌中具有極好的應(yīng)用潛力。

事實上，以免疫檢查點抑制劑為代表的免疫治療已在鼻咽癌患者中取得了不錯的臨床受益。然而，鼻咽癌患者對于抗PD-1療法的反應(yīng)率只有20％–30％，這表明我們需要加深對鼻咽癌腫瘤微環(huán)境的理解，從而探索更多有效靶點以及可用于風(fēng)險分層的生物標(biāo)志物。

在此研究中，研究人員首先通過單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)獲得了48,584個單細(xì)胞數(shù)據(jù)，構(gòu)建了包含腫瘤細(xì)胞和免疫細(xì)胞在內(nèi)的全面的鼻咽癌腫瘤微環(huán)境圖譜。通過對腫瘤細(xì)胞進(jìn)行非負(fù)矩陣分析，定義了鼻咽癌腫瘤細(xì)胞內(nèi)5個普遍的瘤內(nèi)異質(zhì)性特征基因集，其中Epi-differ 2基因集與EBV感染正相關(guān)，并富集TMPRSS2等介導(dǎo)病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞的基因，這表明Epi-differ 2基因集可能與EB病毒感染鼻咽上皮細(xì)胞的進(jìn)程密切相關(guān)，有望成為干預(yù)靶點。

研究人員鑒定了23種不同的免疫細(xì)胞亞群，并在此基礎(chǔ)上，通過單細(xì)胞調(diào)控網(wǎng)絡(luò)分析揭示了影響免疫細(xì)胞多樣性的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，并證實了NR1H3和TFEC等調(diào)控因子可能在鼻咽癌抗腫瘤中發(fā)揮作用。此外，研究人員發(fā)現(xiàn)鼻咽癌的功能失調(diào)性T細(xì)胞（Dysfunctional T cells）呈現(xiàn)一種“激活依賴性的功能失調(diào)”狀態(tài)，即當(dāng)T細(xì)胞的細(xì)胞殺傷能力增強(qiáng)時，免疫檢查點分子的表達(dá)也隨之增高，二者呈正相關(guān)狀態(tài)。

出人意料的是，臨床上最常見的免疫檢查點PDCD1與CTLA4與T細(xì)胞的殺傷毒性關(guān)聯(lián)性并未達(dá)到顯著水平，而LAG3和HAVCR2不僅與GZMA/GZMB的表達(dá)以及瘤內(nèi)浸潤淋巴細(xì)胞強(qiáng)正相關(guān)，進(jìn)一步的實驗證實與腫瘤間質(zhì)的CD8+ T細(xì)胞相比，LAG3和HAVCR2在腫瘤癌巢內(nèi)的CD8+ T細(xì)胞中表達(dá)顯著上調(diào)，表明LAG3和HAVCR2在鼻咽癌中或可作為比PDCD1更為有效的免疫治療靶點。該研究同時建立了免疫細(xì)胞亞群特異的基因集，并證明了巨噬細(xì)胞，漿細(xì)胞樣樹突狀細(xì)胞（pDCs），CLEC9A+樹突狀細(xì)胞，自然殺傷細(xì)胞和漿細(xì)胞的基因集與良好的生存結(jié)局顯著相關(guān)，可作為鼻咽癌有效的預(yù)后分子指標(biāo)。

該研究首次構(gòu)建了全面的鼻咽癌單細(xì)胞圖譜，并搭建了人類鼻咽癌藍(lán)圖分析網(wǎng)站，該研究數(shù)據(jù)將成為探索鼻咽癌腫瘤微環(huán)境的資源寶庫，推動該癌種個體化精準(zhǔn)診療時代的不斷突破，造福廣大患者。

深圳華大生命科學(xué)研究院殷建華博士和張翠娟助理研究員為本文的共同第一作者，李貴波博士和吳逵副研究員為本文的共同資深作者。