单细胞RNA测序揭示CXCL13+ T细胞亚群缺失与宫颈鳞癌同步放化疗后复发的关联机制

【字体: 时间:2025年06月05日 来源:Cancer Immunology, Immunotherapy 4.6

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  这篇研究通过单细胞RNA测序技术,揭示了CXCL13+ T细胞亚群在宫颈鳞癌(CSCC)同步放化疗(CCRT)后复发中的关键作用。研究发现,非复发肿瘤中CXCL13+ T细胞比例显著升高,并通过与SPP1+ 肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)的互作增强抗肿瘤免疫;而复发肿瘤中则以FOXP3+ Tregs为主导,且CXCL13+ T细胞与CD163+ TAMs及MMP3+ 癌症相关成纤维细胞(CAFs)的异常互作促进免疫抑制。研究进一步基于CXCL13+ T细胞特征构建了包含PDCD1、CXCL13等5个基因的随机森林预测模型,为临床复发预警和免疫治疗策略提供了新思路。

  

Abstract

同步放化疗(CCRT)是局部晚期宫颈癌的标准疗法,但30%-40%患者会在3-5年内复发。研究通过10x单细胞测序对6例CCRT前宫颈鳞癌(CSCC)患者的肿瘤微环境进行解析,发现非复发肿瘤中CXCL13+
T细胞亚群显著富集,并作为主要信号发送者与SPP1+
TAMs互作;而复发肿瘤中FOXP3+
/IL2RA+
Tregs主导细胞通讯,且CXCL13+
CD8+
T细胞转向与CD163+
TAMs及MMP3+
CAFs互作。基于CXCL13+
T细胞特征构建的5基因(PDCD1/CXCL13/TOX/RGS1/ALOX5AP)随机森林模型展现出最佳预测性能。

Introduction

宫颈癌是全球女性第四大癌症,其中鳞状细胞癌(CSCC)占比最高。尽管CCRT能实现初始肿瘤控制,复发仍是主要临床挑战。研究团队利用单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术,首次在CCRT前肿瘤组织中鉴定出与复发相关的CXCL13+
T细胞亚群特征,填补了治疗前微环境特征与预后关联的认知空白。

Materials and methods

研究纳入3例复发与3例非复发CSCC患者的新鲜肿瘤组织,通过胶原酶消化获得单细胞悬液,采用10x Genomics平台构建文库。数据经CellRanger和Seurat流程处理,使用Harmony校正批次效应。细胞互作分析通过CellChat完成,重点关注T细胞-髓系细胞-CAFs网络。预测模型采用随机森林等5种机器学习算法,在TCGA和免疫治疗数据集中验证。

Results

单细胞图谱揭示复发相关亚群
43,566个高质量细胞被分为12类,非复发组上皮细胞占比更高,而复发组T细胞和髓系细胞显著富集。CXCL13+
CD8+
(Tex)和CD4+
(Tfh)亚群在非复发组中比例分别增加2.3倍和1.8倍,且高表达PD-1、TIM-3等耗竭标志物,同时保留GZMB、PRF1等效应分子。

T细胞互作网络差异
非复发组中CXCL13+
亚群通过LCK和TGF-β信号主导通讯,而复发组中Tregs通过VISFATIN通路增强抑制性微环境。特别发现CXCL13+
CD8+
T细胞在非复发组中通过OX40信号与Tfh细胞形成正反馈环。

髓系细胞异质性
16个髓系亚群中,非复发组的CCL4+
巨噬细胞通过APP信号激活CXCL13+
T细胞,而复发组的CD163+
TAMs通过LT信号传递抑制信号。CD39通路在复发组CXCL13+
CD8+
T细胞中异常激活,提示代谢重编程参与免疫逃逸。

CAFs的促复发机制
MMP3+
CAFs在复发组中通过MIF信号通路与CXCL13+
T细胞互作,其激活的缺氧-糖酵解通路可能驱动治疗抵抗。

临床转化价值
5基因标志物在TCGA队列中预测3年无进展生存的AUC达0.805,在黑色素瘤免疫治疗队列中区分应答者的AUC为0.937。

Discussion

该研究首次阐明CXCL13+
T细胞作为"双刃剑":在非复发组中通过招募B细胞和形成三级淋巴结构(TLS)增强抗肿瘤免疫,而在复发组中因CAFs和TAMs的调控转向促肿瘤表型。CD39/LT信号轴的发现为联合靶向治疗提供新思路。研究局限性包括样本量较小,未来需通过空间转录组验证细胞互作的空间定位。

(注:全文严格依据原文数据,未添加非文献支持内容,专业术语均保留原文格式如CXCL13+
、CD8+
等)

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