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利用单细胞蛋白组构建乳腺癌中肿瘤和免疫生 [复制链接]

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刘*连医术怎么样 http://m.39.net/news/a_9362711.html

研究背景

乳腺癌是全球女性癌症死亡的主要原因。作为典型的异质性疾病,乳腺癌的肿瘤微生态系统决定了乳腺癌的疾病进展和治疗效果(肿瘤微生态系统是由癌细胞,浸润性免疫细胞,基质细胞和其他细胞类型以及非细胞组织成分所构成)。

临床上根据细胞表面分子分型,将乳腺癌分为luminalA,luminalB,luminalB-HER2+,HER2+和三阴型乳腺癌等5类,并对其进行针对性的治疗。虽然能够总体提升临床治疗的效果,但同类型的乳腺癌患者对相同治疗方案的敏感性差异很大。因此,乳腺癌精准药物治疗的主要障碍是缺乏对其生态系统的深入了解。

年4月11日,《Cell》上发表了一篇题为:ASingle-CellAtlasoftheTumorandImmuneEcosystemofHumanBreastCancer的文章。文章采用了单细胞蛋白组学研究思路,对例乳腺癌患者的肿瘤组织(tumor,基本覆盖所有临床亚型)、46例癌旁组织(juxta-tumor)和4例由乳腺成形术(mammoplasty)得到的正常乳腺组织进行分析。结果表明不同乳腺癌患者的肿瘤微生态系统之间存在明显差异,且与预后显著相关,这或许可以为临床治疗提供更优的精准治疗方案。

研究思路

研究内容

一、乳腺癌的免疫景观

肿瘤组织中存在着大量的T淋巴细胞和骨髓来源的细胞。对它们分别进行t-SNE可视化和PhenoGraph聚类分析,结合表面marker在各聚类中的表达情况,比较肿瘤组织和正常组织中两种细胞(主要是TAMs——与肿瘤相关的巨噬细胞)的比例及作用。结果发现PD-L1+的TAMs和耗竭的无功能的T细胞在ER受体阳性或是ER阴性的高危患者标本中数量较多,表明了这些抑制性分子与肿瘤的不良预后密切相关。(耗竭性T细胞(exhaustedTcells)是一群效应功能减弱,持续表达抑制性受体的T细胞,在肿瘤中表现为T细胞功能缺陷状态。)

二、肿瘤上皮细胞呈现异质性且表型异常

通过对不同来源的乳腺癌标本以及对照标本中的上皮细胞来源的肿瘤细胞进行分型,同样使用t-SNE以及PhenoGraph的分析方法,基于30种不同的表面标志物所构成的不同组合形式,将乳腺癌上皮细胞分为9组(7组Luminal类型,L1-L7,2组Basal类型,B1和B2)45个聚类(Ep01–Ep45)。

分群后,使用L1-L7以及B1,B2分型与临床中目前普遍采用的Luminal分型进行对比分析,将所有数据进行深度挖掘。随后发现肿瘤组织的上皮细胞表型比正常组织有明显多样化的特点。但是即便如此,在每个患者的肿瘤中依然有占有绝对数量优势的某一种肿瘤细胞类型存在。而这种优势类型肿瘤细胞的差异就是肿瘤治疗差异性不良预后以及耐药产生的重要原因。

ER+的细胞在ER+型的肿瘤患者中数量差别明显,在LuminalB型肿瘤中ER+肿瘤细胞的数量与PD-L1阳性的TAM以及耗竭T细胞的数量具有显著的相关性。这表明肿瘤细胞的表型与肿瘤浸润性免疫细胞的表型相互影响相互干扰,它们相互作用,形成了各自特有的肿瘤微生态系统。

三、基于乳腺癌生态系统信息,可在临床上实现更准确的肿瘤分型分级

通过比较上皮细胞聚类(Ep01-Ep45)、T细胞聚类(T01-T20)、髓系细胞聚类(M01-M19)在各组织样本中所占的比例,进行分级聚类,发现基于肿瘤生态系统的分类揭示不同的样本分组和多个肿瘤单体。这表明肿瘤上皮和免疫微环境的模式中包含了肿瘤的分级信息。

对所有聚类在样本中的占比进行Spearman相关性分析,发现乳腺癌和其免疫微环境是互相交织的实体,都对乳腺癌分类很重要。因此,基于肿瘤微生态系统的差异对乳腺癌进行更加细致准确的分型有助于解决的差异性疗效的问题,可以为临床提供更优的精准治疗方案。

研究结论

1.利用单细胞蛋白组技术构建了肿瘤生态系统的单细胞蛋白组图谱

2.乳腺癌肿瘤中富集免疫抑制的巨噬细胞表型

3.肿瘤上皮细胞是异质的且表型异常

4.表型异常度和肿瘤个体性与不良预后的特征有关

5.基于肿瘤生态系统的分类揭示了不同的分组和多个肿瘤单体

6.乳腺癌和其免疫微环境是互相交织的实体,对乳腺癌分类很重要

参考文献

[1].McAllister,S.S.,andWeinberg,R.A.().Tumor-hostinteractions:afarreachingrelationship.J.Clin.Oncol.28,–.

[2].WagnerJ,RapsomanikiMA,ChevrierSetal.ASingle-CellAtlasoftheTumorandImmuneEcosystemofHumanBreastCancer,Cell;:-e.

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