《npj Precision Oncology》新辅助疗法影响胰腺癌微环境的关键机制

为探究新辅助疗法（NAT）对胰腺癌（PDAC）癌细胞及肿瘤微环境（TME）的影响，研究发现 NAT 可调节 TME 补体表达，或为预后评估提供新指标。来自美国多所高校（包括威斯康星大学麦迪逊分校、纽约大学格罗斯曼医学院、杜兰大学等）的研究人员开展了一项深入研究。他们的研究成果发表在《npj Precision Oncology》杂志上。该研究为胰腺癌的治疗和预后评估提供了新的方向，意义重大。

　　

胰腺癌，这个隐匿在人体深处的 “健康杀手”，一直以来都让医学界倍感棘手。它的侵袭性极强，患者的五年生存率仅约 11%，预计到 2030 年，它将成为美国癌症相关死亡的第二大主因。由于多数患者确诊时已处于局部晚期或发生远处转移，仅有 15 - 20% 的患者有手术机会，即便接受手术，多数人最终仍会因病情复发而离世。此外，胰腺癌对多种治疗手段都有很强的抵抗性，尤其是免疫检查点抑制剂疗法，这主要是因为其肿瘤微环境高度免疫抑制，存在大量阻碍抗肿瘤免疫反应的细胞、细胞因子和趋化因子，同时肿瘤微环境还在影响肿瘤生长和转移中发挥着关键作用。面对这些难题，新辅助疗法（Neoadjuvant therapy，NAT）逐渐进入人们的视野，它在可切除和临界可切除胰腺癌的治疗中，展现出比辅助疗法更多的优势，不仅能提高患者对治疗的耐受性、增加肿瘤切除率和 R₀切除率，还可能改善患者的整体生存率。然而，NAT 对胰腺癌癌细胞和肿瘤微环境（Tumor microenvironment，TME）的具体影响机制，仍然迷雾重重。

为了揭开这层神秘的面纱，来自美国多所高校（包括威斯康星大学麦迪逊分校、纽约大学格罗斯曼医学院、杜兰大学等）的研究人员开展了一项深入研究。他们的研究成果发表在《npj Precision Oncology》杂志上。该研究为胰腺癌的治疗和预后评估提供了新的方向，意义重大。

在研究过程中，研究人员主要运用了以下关键技术方法：

1. 样本采集与处理：收集了 36 例胰腺癌患者的福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）组织样本，其中 23 例接受了 NAT 治疗，13 例未接受（作为对照）。

2. 空间转录组学分析：从每个样本中选取 2 - 5 个感兴趣区域（ROI），并将其分割为癌细胞区域（AOI）和肿瘤微环境区域（AOI），对这些区域进行 RNA 文库制备和下一代测序（NGS），以分析基因表达谱。

3. 单细胞 RNA 测序（scRNA - seq）验证：分析已有的单细胞 RNA 测序数据集，进一步验证空间转录组学的发现，并确定补体 C3 在不同细胞类型中的表达变化。

4. 数据分析方法：运用多种数据分析方法，包括数据预处理、归一化、无监督分析、差异表达分析、基因集富集分析、生存分析等，以挖掘数据中的潜在信息。

下面让我们来详细看看研究结果：

1. NAT 对 PDAC 癌细胞和 TME 的异质性影响：通过空间转录组学分析发现，癌细胞 AOI 和 TME AOI 的基因表达谱存在显著差异，但 NAT 组和未治疗组之间在癌细胞和 TME 的基因表达上没有明显的区分，这表明癌细胞和 TME 对 NAT 的反应在转录组水平上具有异质性。同时，同一患者的样本在基因表达上更倾向于聚集在一起。

2. NAT 对 PDAC 癌细胞的影响：与未治疗组相比，NAT 组癌细胞 AOI 中存在 44 个差异表达基因（DEGs），这些基因主要与细胞凋亡、细胞周期调控和 DNA 修复等功能相关。此外，NAT 还显著增加了癌细胞的腺泡样程序，降低了细胞周期 G₂/M 期的比例，这与癌细胞的增殖和有丝分裂减少的形态学变化相一致。在比较 NAT 治疗的应答者和非应答者时，发现应答者癌细胞中与细胞凋亡和 TNF 信号通路相关的基因显著上调，且具有更多的鳞状样特征和更少的高等级分散形态。

3. NAT 对 PDAC TME 的影响：NAT 在 TME 中诱导了 52 个差异表达基因，其中包括 5 个补体基因（C1R、C1S、C3、C4B 和 C7）的协同上调，这表明 NAT 激活了 TME 中的补体通路。进一步研究发现，补体上调主要发生在应答者中，且与免疫调节和治疗反应相关。此外，NAT 还显著增加了免疫调节性癌相关成纤维细胞（CAFs）和神经营养性 CAFs 的数量，其中免疫调节性 CAFs 可能是 TME 中补体上调的主要来源。

4. NAT 诱导的 TME 补体表达上调与免疫调节和生存改善的关系：将 NAT 组患者根据 TME 中补体基因的表达水平分为高补体组和低补体组，发现高补体组患者的肿瘤免疫微环境中，肥大细胞、CD₄⁺ T 细胞和单核细胞数量显著增加，免疫调节性 CAFs 和神经营养性 CAFs 的数量也明显增多，同时免疫耗竭基因的表达显著降低。多变量 Cox 比例风险分析表明，高 TME 补体水平是 NAT 治疗患者的独立有利预后因素，应答者的总体生存率显著高于非应答者。

研究结论和讨论部分进一步强调了这些发现的重要意义：
本研究首次通过空间转录组学，全面揭示了 NAT 对胰腺癌癌细胞和 TME 的不同重塑机制。NAT 可显著上调 TME 中的补体基因表达，这与免疫调节和患者生存改善密切相关。这表明 NAT 可能通过上调局部补体的产生和信号传导，减轻部分胰腺癌患者的免疫细胞耗竭，增强免疫监视。对于那些 TME 补体水平未因 NAT 显著上调的患者，可能存在更多的免疫耗竭，他们或许能从联合免疫检查点阻断疗法中获益。因此，评估 TME 中的局部补体动态变化，有望为 NAT 治疗的患者提供更准确的预后指导，帮助医生为患者制定更个性化的后续治疗方案。

不过，该研究也存在一定的局限性。例如，空间转录组学方法无法达到单细胞分辨率，可能导致部分癌细胞和 TME 区域的信号混合，影响分析结果的准确性。未来还需要进一步开展单细胞空间转录组学研究，以更深入地了解补体介导的免疫调节的详细细胞和分子机制，以及其潜在的治疗意义。但无论如何，这项研究为胰腺癌的治疗和研究开辟了新的道路，为未来的探索指明了方向。