三阴性乳腺癌新辅助化疗免疫动态的单细胞图谱：应答差异的分子基础与MDSC评分预测模型

为解决三阴性乳腺癌（TNBC）患者新辅助化疗（NAC）响应差异机制不清的问题，俄罗斯托木斯克国立研究医学中心团队通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）解析了TNBC患者化疗期间系统性及局部免疫动态。研究发现NAC应答者的免疫转录谱稳定，而非应答者淋巴细胞与单核细胞中应激反应、凋亡及免疫增殖相关基因显著失调，并首次在S100A+单核细胞中鉴定出髓系来源抑制细胞（MDSC）特征，建立MDSC评分模型。该评分在独立队列中验证可预测NAC疗效，为TNBC精准免疫治疗提供新靶点。

　　

论文解读

研究背景与意义
三阴性乳腺癌（TNBC）作为乳腺癌中最具侵袭性的亚型，缺乏雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR）和人表皮生长因子受体2（HER2）表达，标准治疗依赖新辅助化疗（NAC）。然而，仅部分患者达到病理完全缓解（pCR），无应答者预后极差。既往研究提示免疫系统功能是NAC疗效的关键，但系统性免疫动态与局部肿瘤微环境在化疗中的协同作用机制尚不明确。如何早期区分应答者与非应答者，成为临床亟待解决的难题。

研究方法与技术
俄罗斯科学院托木斯克国家研究医学中心癌症研究所（Cancer Research Institute of Tomsk National Research Medical Center, Russian Academy of Sciences）的研究团队，对一例NAC应答和一例无应答的TNBC患者进行纵向研究。采集患者化疗前（D0）、首疗程后第3天（D3）和第21天（D21）的外周血单核细胞（PBMCs），以及无应答者D3/D21的肿瘤组织活检样本。关键技术包括：

1. BD Rhapsody单细胞RNA测序：采用靶向免疫 panel 分析PBMCs（6473个细胞）和肿瘤组织（1542个细胞）转录谱；
2. 数据整合与注释：通过Harmony算法整合样本，Seurat流程聚类识别21种免疫细胞亚群；
3. 差异表达与功能分析：利用Limma包分析时序差异基因，HdWGCNA构建共表达网络；
4. 独立队列验证：基于公共数据集（GSE173617）验证MDSC评分预测价值。

研究结果

1. 应答与非应答者的免疫谱差异

• 细胞比例动态：非应答者CD8⁺效应记忆T细胞（CD8 TEM）比例持续上升，而应答者下降；非应答者自然杀伤（NK）细胞比例升高，应答者下降（图1E）。
• 关键基因表达：应答者淋巴细胞持续高表达应激反应基因（FOSB/JUN）和肿瘤坏死因子TNFα，而非应答者表达缺失（图2B）。

2. 淋巴细胞转录动态揭示功能失衡

• 细胞毒性功能异质性：非应答者外周血CD8⁺T细胞中颗粒酶（GZMB/GZMH）、颗粒溶素（GNLY）和穿孔素（PRF1）表达升高，但肿瘤内同种细胞中表达显著降低（图3C），提示免疫效应功能在肿瘤微环境中受抑制。
• 预后标志物关联：高表达CD27、CD69、IKZF1（调控Th2分化）的TNBC患者总生存期更长（图2D）。

3. 单核细胞模块鉴定免疫抑制特征

• MDSC特征发现：在S100A⁺经典单核细胞（CD14MnS100A）中鉴定出MDSC共表达模块（Mn-M3），包含S100A9、TREM1、CD163等免疫抑制基因（图4B-C）。
• 评分预测价值：非应答者MDSC评分在D3/D21显著高于应答者（p<0.001），且在独立队列中高评分患者均存在残留病灶（图4G）。

4. 单核细胞炎症表型分化

• CD14⁺单核细胞分化为S100A^high（迁移相关）和MHC^high（抗原呈递相关）亚群（图1D）。非应答者CD14MnS100A细胞中炎症因子（IL1B/IFITM3）表达失调，提示功能紊乱。

结论与意义
本研究首次通过scRNA-seq刻画了TNBC患者NAC期间的免疫动态图谱，揭示核心机制：

1. 应答者：维持免疫激活状态（TNFα⁺/应激基因稳定），驱动抗肿瘤响应；
2. 非应答者：表现为免疫功能障碍（颗粒酶肿瘤内抑制）、Th2极化倾向（IKZF1⁺/BCL11B⁺）及MDSC富集；
3. 新型预测工具：基于S100A⁺单核细胞的MDSC评分可早期识别化疗耐药。

该研究发表于《npj Systems Biology and Applications》，为TNBC免疫治疗提供两大突破：① 鉴定CD14S100A^highMHClow单核细胞为潜在治疗靶点；② 提出MDSC评分作为无创疗效预测标志物，推动TNBC精准化疗策略发展。未来需扩大样本验证评分普适性，并探索靶向MDSC的联合治疗策略。