揭秘胃癌肿瘤微环境中肿瘤相关中性粒细胞的异质性与免疫治疗潜力

【字体: 时间:2025年04月29日 来源:BMC Gastroenterology 2.5

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  胃癌(GC)严重威胁人类健康,免疫治疗虽有进展但仍存在局限。研究人员整合单细胞转录组等数据,剖析胃癌肿瘤微环境(TME)中肿瘤相关中性粒细胞(TANs)与上皮细胞的关系。发现 TANs 与恶性上皮细胞相互作用,RGS2 可作免疫治疗靶点,为胃癌治疗提供新思路。

  在全球范围内,胃癌(GC)的发病率和死亡率都不容小觑,它在所有癌症中分别位列第五,超 70% 的病例发生在亚洲。这一疾病给全球公共卫生带来巨大挑战,许多患者确诊时已出现远处转移,即便接受手术治疗,复发和转移风险依旧很高,总体生存率较低。肿瘤免疫治疗的发展,让免疫检查点抑制剂(ICBs)应用于晚期和围手术期的胃癌治疗,但患者对 ICBs 治疗的反应差异大,很多人无法获得长期益处。同时,中性粒细胞在肿瘤微环境(TME)中的作用研究有限,因此探索胃癌新的治疗机制和靶点迫在眉睫。
广西医科大学的研究人员开展了相关研究,他们整合单细胞转录组数据集,构建胃癌肿瘤微环境中上皮细胞和肿瘤相关中性粒细胞(TANs)的图谱,探究它们的相互作用。研究发现,TANs 与胃癌恶性上皮细胞亚群存在强烈相互作用,并且高表达于 N4 亚群的 RGS2 可能成为有前景的免疫治疗靶点。该研究成果发表在《BMC Gastroenterology》杂志上,为胃癌的治疗研究提供了重要方向。

研究人员开展研究时用到的主要关键技术方法包括:整合来自两个队列的原发性胃癌肿瘤、非肿瘤胃组织和转移性胃癌肿瘤的单细胞转录组数据;运用 R 软件和 Seurat R 包处理单细胞 RNA 测序(scRNA - seq)数据,进行质量控制、批次效应校正、数据标准化和聚类分析;利用多种 R 包进行细胞类型注释、细胞间通讯分析、关键基因筛选等生物信息学分析。

研究结果如下:

  • 细胞聚类识别与分布分析:对 56,725 个单细胞分析后,将细胞分为 13 个簇、10 种类型。不同细胞类型在非肿瘤组织(NTs)、原发性肿瘤(PTs)和转移性肿瘤(MTs)中的比例不同。例如,髓样细胞在 PTs 中比 NTs 中丰富,在 MTs 中减少;上皮细胞比例在三者中逐渐下降;T 细胞在所有样本中含量最多,PTs 中中性粒细胞浸润最高 。
  • 上皮细胞亚群特征分析:3118 个胃上皮细胞被分为 10 个亚簇(EPC0 - 9)。EPC1 是主细胞,EPC4 和 EPC7 是内分泌细胞,EPC0、EPC2、EPC8 和 EPC9 亚簇表达恶性胃上皮细胞标记。EPC2 具有干细胞样特征,EPC3 在 MTs 中占主导,与代谢和增殖转移相关,不同亚簇在肿瘤发生和转移中发挥不同作用 。
  • TANs 亚群特征分析:2365 个 TANs 被分为 5 个亚簇(N0 - N4)。N0 和 N2 在 PTs 中占主导,具有促肿瘤特性;N1 在 MTs 中是关键亚簇,与肿瘤免疫相关;N4 表达高水平 MMP9,为促肿瘤类型;N3 可能是混合免疫细胞群体或过渡细胞状态 。
  • 细胞间相互作用分析:TANs 与上皮细胞亚簇间存在强相互作用。在 PTs 中,N0 与 MUC16+上皮和干细胞样上皮相互作用强,主要通过 LGALS9/CD45 和 CD46/JAG1 信号通路。MTs 中,EPC3 和 EPC6 与 TANs 相互作用较弱 。
  • 关键基因验证与分析:通过多种算法评估,发现 XCELL 算法能有效识别 TME 中中性粒细胞浸润相关基因。N4 亚簇中 RGS2 和 CSTA 基因与中性粒细胞浸润有关,RGS2 在 GC 诊断中具有较高的曲线下面积(AUC),抑制其表达与患者总生存期较差和中性粒细胞浸润相关 。

研究结论和讨论部分指出,TANs 通过 CD46/JAG1 信号通路与胃癌恶性上皮细胞亚群相互作用并促进肿瘤发生,RGS2 可作为潜在的免疫治疗靶点,但这些发现需进一步实验验证 。该研究全面评估了胃癌 TME 中中性粒细胞的多样性及其与恶性上皮细胞的相互作用,加深了对 TANs 在癌症进展中作用的理解,为免疫治疗提供了潜在靶点,不过研究基于公开数据集和计算预测,样本量不平衡和批次效应等因素可能影响结果,后续需更多实验研究加以证实。

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