编辑推荐：
乳腺癌转移难以治愈，检测存在挑战。研究人员对乳腺癌患者外周血单个核细胞（PBMCs）进行单细胞转录组分析。结果显示，PBMCs 在癌症状态下有显著变化，且与转移负担相关。该研究为乳腺癌诊疗提供新思路。
在癌症的世界里，乳腺癌转移如同隐藏在暗处的 “杀手”，让无数患者陷入困境。转移性乳腺癌（MBC）通常难以治愈，10 - 20% 的患者会在多个部位出现致命的转移病灶，如肺、肝、骨和脑 。而且，乳腺癌转移时器官受累的体积各不相同，及时检测广泛的远处转移成为乳腺癌治疗和护理中的重大难题。现有的检测方法，像活检和成像，存在一定的局限性，而基于血液的检测方法虽然具有微创的优势，但循环肿瘤细胞（CTCs）和循环肿瘤 DNA（ctDNA）在血液中的含量极低，检测和分离困难，影响了检测结果的准确性和可靠性。外周血单个核细胞（PBMCs）作为循环免疫细胞的重要组成部分，被视为对抗癌症的 “第一道防线”，探索其与乳腺癌转移的关系显得尤为重要。
在此背景下，来自澳大利亚等多个研究机构的研究人员开展了一项深入研究。他们对乳腺癌患者和健康对照者的 PBMCs 进行单细胞转录组分析，旨在揭示循环免疫细胞在乳腺癌转移中的作用，并寻找与疾病负担和进展相关的生物标志物。该研究成果发表在《Breast Cancer Research》上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先是 PBMCs 的分离，从血液样本中分离出 PBMCs；然后利用 10X Genomics Chromium 机器进行单细胞捕获和 cDNA 制备，构建测序文库；接着进行单细胞读段映射和质量控制，筛选有效数据；还运用标签转移、标准化、整合和注释等生物信息学方法对数据进行分析；最后通过荧光多重免疫组织化学（mIHC）技术对肿瘤组织进行检测。
研究结果如下：
- 循环免疫细胞在癌症状态下的变化：通过对 10 名乳腺癌转移患者的 PBMCs 进行单细胞 RNA 测序，研究人员发现，与健康对照组相比，癌症患者的 PBMCs 中免疫细胞组成和转录程序发生了显著变化。在细胞组成方面，癌症患者血液中浆细胞样树突状细胞（PDCs）、常规树突状细胞（cDC）和调节性 T 细胞（Tregs）数量增加，而 B 细胞、CD8+ T 细胞和黏膜相关恒定 T 细胞（MAIT）等数量减少。在转录程序上，B 细胞中与抗原呈递相关的 HLA - DQA1 基因上调，但炎症标记物 CD69、FOS 和 DUSP1 表达下降；CD8+ T 和 CD4+ T 细胞中抑制转移的干扰素诱导跨膜蛋白 1（IFITM1）下调；单核细胞亚群则高表达免疫调节基因 RORA、MYL9 和 ITGB5 等。这些变化表明癌症患者的免疫细胞组成和表型改变可能有助于癌细胞逃避免疫监视，促进肿瘤进展。
- 循环与肿瘤浸润免疫细胞的关系：研究人员整合了包含 48 个乳腺组织标本的单细胞图谱，分析了 PBMCs 和肿瘤浸润免疫细胞之间的关系。结果发现，炎症单核细胞在健康和癌症状态下，无论是在 PBMCs 还是在局部组织微环境中，都表现出最显著的转录变化。通过对 12 个差异表达基因的分析，进一步证实了这些基因在单核细胞中的表达。这表明循环免疫细胞的转录重编程可能反映了局部肿瘤微环境（TME）中相应细胞类型的分子变化。
- 转移负担与免疫细胞的关系：研究人员根据转移负担将癌症样本分为低转移负担（单器官转移）和高转移负担（多器官转移）两组。结果显示，高转移负担组中 CD4+和 CD8+ T 细胞显著减少，包括 CD4+ T 效应记忆细胞和 CD8+ T 效应记忆细胞，非常规 T 细胞如 MAIT 和 γδ T 细胞也相对减少；而低转移负担组则表现出偏向 B 细胞和单核细胞的全身免疫反应。在转录水平上，不同转移负担组的免疫细胞也表现出不同的转录表型，如高转移负担组的 CD4+ T 细胞中促炎基因 GZMK 上调，而具有细胞溶解活性的 GZMB 下调；CD8+ T 细胞中 GNLY 下调；NK 细胞中促转移的 S100A8 表达相对较低；髓样细胞中促炎基因 CCL3 和 IL1B 上调，而参与葡萄糖代谢和纤溶酶原激活的 PPBP 以及具有细胞溶解活性的 GNLY 下调 。这些结果表明转移负担会影响免疫细胞的丰度和转录组谱，不同转移负担状态下免疫细胞的功能存在差异。
- 高转移负担对细胞通讯的影响：研究人员利用 CellChat 研究了不同细胞群体间配体 - 受体对的共转录动力学，以了解细胞间的通讯情况。结果发现，与低转移负担相比，高转移负担疾病中细胞间通讯明显减少，包括短程和长程信号传导。例如，常规树突状细胞（cDC2）与其他细胞类型之间的半乳糖凝集素（GALECTIN）通讯途径下调；黏膜相关恒定 T 细胞（MAIT）的多个通讯轴减少；髓样细胞中的 SEMA4A 通讯途径也显著下调。这些结果表明高转移负担会破坏循环免疫细胞间的关键通讯，影响免疫细胞的功能。
- 非常规 T 细胞的分子变化：研究发现，MAIT 和 γδ T 细胞在高转移负担样本中的数量比健康对照或低转移负担样本中减少。对 MAIT 细胞的分析显示，癌症样本中其相对高表达调节促炎反应和三级淋巴结构发育的 LTB 以及参与炎症免疫细胞运动、募集和趋化的 S100A4 等基因；而健康样本中则高表达细胞毒性触发受体 NCR3 等基因 。γδ T 细胞在健康和癌症状态下表现出不同的转录异质性，且在高转移负担患者的 PBMCs 中，Vδ1 细胞簇相对富集，其表达细胞溶解基因的频率增加。通过对原发性肿瘤组织的 mIHC 检测发现，转移性乳腺癌（MBC）肿瘤中组织驻留的 FGFBP2+ γδ T 细胞显著富集，这表明高转移负担可能驱动循环 γδ T 细胞亚群的表型和组成变化，且类似机制可能在原发性肿瘤微环境中起作用。
研究结论和讨论部分指出，该研究首次全面分析了乳腺癌转移患者 PBMCs 的单细胞转录组，发现了健康供体和癌症患者血液中免疫分子库的差异，确定了一个可能在免疫细胞增殖和炎症中起关键作用的 12 基因特征（“乳腺癌特征”），这些基因有望成为癌症研究中的生物标志物和治疗靶点。同时，研究还发现外周免疫变化与转移之间的关系复杂，高转移负担会导致循环免疫细胞间通讯下调，影响免疫功能。此外，循环中非常规 T 细胞数量在癌症进展中减少，但高转移负担时循环 Vδ1 细胞的功能值得进一步研究。然而，该研究也存在一定局限性，主要集中在转移负担方面，未来需要进一步研究肿瘤体积和不同转移部位对免疫景观的影响。总的来说，该研究为乳腺癌的诊断和治疗提供了新的思路和潜在的生物标志物，有助于推动基于免疫的个性化诊疗策略的发展。
