单细胞与空间转录组解析宫颈癌进展中SPP1+巨噬细胞介导的免疫抑制微环境

本研究针对宫颈癌微环境异质性和免疫逃逸机制不明的问题，通过整合单细胞RNA测序(scRNA-seq)和空间转录组(stRNA-seq)技术，系统揭示了从HPV感染到恶性肿瘤进程中SPP1+巨噬细胞通过SPP1-CD44信号轴塑造免疫抑制微环境的关键作用。研究发现该细胞群在癌组织中显著富集，与T细胞功能抑制和不良预后显著相关，为靶向干预提供了新策略。

宫颈癌作为全球女性第八大高发癌症，每年导致35万人死亡，其发生发展与高危型HPV感染密切相关。尽管疫苗和筛查手段不断进步，但HPV感染如何驱动正常宫颈组织经高级别鳞状上皮内病变(HSIL)发展为浸润癌的细胞分子机制仍不明确。肿瘤微环境(TME)中的免疫细胞异质性及其相互作用网络被认为是影响疾病进展的关键因素，特别是具有高度可塑性的巨噬细胞群体。传统M1/M2二分法已无法解释巨噬细胞在肿瘤中的复杂功能状态，而SPP1（分泌型磷蛋白1）阳性巨噬细胞在多种癌症中被发现与免疫抑制和不良预后相关，但其在宫颈癌中的时空分布特征和作用机制尚未系统阐明。

为破解这一科学难题，来自中国的研究团队在《npj Precision Oncology》发表了创新性研究。团队整合scRNA-seq和stRNA-seq技术，分析了9例临床样本（涵盖正常宫颈、HPV感染组织、HSIL和宫颈癌），结合TCGA-CESC队列数据，通过Harmony整合、CellChat细胞通讯分析、inferCNV拷贝数变异检测、CytoTRACE细胞干性评估、scMetabolism代谢通路分析等技术，系统绘制了宫颈癌演进过程的细胞图谱。

scRNA-seq解析从正常到宫颈癌的渐进变化
研究通过UMAP聚类识别出10种主要细胞类型，发现HPV感染样本中髓系细胞和NK/T细胞比例显著增加。中性粒细胞亚群分析显示SPP1⁺中性粒细胞具有未成熟表型且富集于癌组织，其免疫负调控通路活性增强。上皮细胞拷贝数变异分析鉴定出肿瘤特异性CNV模式，CytoTRACE显示肿瘤上皮细胞干性特征增强，代谢重编程表现为糖酵解通路(HALLMARK_GLYCOLYSIS)显著激活。

巨噬细胞亚型的功能动态特征
团队鉴定出6个巨噬细胞亚群，其中SPP1⁺巨噬细胞在癌组织中比例较癌前病变增加3.2倍。GO分析揭示该亚群特异性激活ERK1/ERK2级联反应，同时炎症反应通路显著抑制。伪时序轨迹分析显示SPP1⁺巨噬细胞伴随疾病进展呈现APOE和GPNMB表达上调的特征性转化，这些分子与抗原呈递功能障碍相关。

肿瘤上皮细胞的异质性
肿瘤上皮细胞可分为Epi_C1-C3三个亚群：Epi_C1高表达角化标志物；Epi_C2细胞周期活跃；Epi_C3具有最强干性并富集机械刺激响应通路。转录因子调控网络分析发现各亚群分别受MXD1、STAT1和EGR1等不同TF调控。

SPP1⁺巨噬细胞的细胞互作网络
CellChat分析显示SPP1⁺巨噬细胞通过FN1-SDC1/4和SPP1-CD44轴与肿瘤上皮细胞及T细胞相互作用。在癌组织中，该群体与耗竭性CD4⁺T细胞(PDCD1⁺CTLA4⁺)的通讯强度增加2.7倍，空间转录组证实两者形成共定位免疫抑制微区。

临床关联与治疗意义
生存分析显示SPP1高表达患者5年生存率降低41%，且表达水平与肿瘤T分期正相关。研究提出靶向SPP1-CD44轴的干预策略，如抗SPP1 RNA适体OPN-R3或CD44靶向剂RG7356，可能逆转免疫抑制微环境。

该研究首次系统阐明SPP1⁺巨噬细胞通过ERK1/ERK2-SPP1-CD44信号网络驱动宫颈癌免疫逃逸的机制，突破了传统M1/M2范式认知。空间多组学证据揭示了该细胞群与耗竭T细胞的空间共定位特征，为开发微环境重编程治疗策略提供了理论依据。发现的SPP1预后价值有望指导临床分层治疗，相关靶点为克服免疫治疗耐药性开辟了新途径。