单细胞空间转录组揭示CXCL13+T细胞与CXCL9+细胞在放疗联合抗PD-L1疗法后的抗肿瘤响应机制

本研究针对非小细胞肺癌（NSCLC）患者接受抗PD-L1联合放化疗（anti-PD-L1-CRT）后免疫微环境动态变化这一临床难题，利用前沿单细胞空间转录组技术Xenium，首次在组织原位解析了CXCL13+CD8+T细胞与CXCL9+巨噬细胞/树突细胞的时空分布特征及其协同抗肿瘤机制，同时发现免疫冷区癌细胞通过激活DNA修复通路导致治疗抵抗。该研究为优化免疫联合放疗策略提供了关键靶点（如CXCR6-CXCL16轴和IFNG通路），发表于《British Journal of Cancer》。

　　

肺癌治疗领域长期面临一个关键矛盾：尽管抗PD-L1联合放化疗（anti-PD-L1-CRT）已成为不可切除非小细胞肺癌（NSCLC）的标准疗法，但超过半数患者仍会出现治疗抵抗。传统研究受限于技术手段，难以在组织原位捕捉免疫细胞与癌细胞的动态互作。来自日本国立癌症研究中心（National Cancer Center Japan）的研究团队通过创新性应用Xenium单细胞空间转录组技术，首次在亚细胞分辨率下绘制了治疗后的免疫微环境图谱，相关成果发表于《British Journal of Cancer》。

研究采用Xenium平台对8例NSCLC患者的治疗前后组织进行302基因panel检测，结合病理评估和算法分析（如stLearn空间聚类），主要技术突破在于：1）保留空间信息的单细胞RNA原位杂交；2）基于CDH1⁺/KRT⁺标记的肿瘤区域划分；3）免疫热区/冷区的单细胞级差异表达分析；4）CXCL16-CXCR6互作网络的配体-受体验证。

CXCL13⁺CD8⁺T细胞的直接杀伤作用

空间分析显示，治疗后肿瘤内CXCL13⁺CD8⁺T细胞数量增加5.3倍（P<0.01），且80%以上聚集在距癌细胞<20μm区域。这些细胞高表达颗粒酶B（GZMB）和干扰素γ（IFNG），并通过CXCR6受体感知周围CXCL9⁺细胞分泌的CXCL16配体形成趋化梯度。

免疫冷区的治疗抵抗机制

在CD274^-的免疫冷区，残留癌细胞呈现显著异质性：1）DNA修复基因（RAD21、RAD23）表达上调2.1-3.8倍；2）增殖标记物MKI67⁺细胞占比达67%；3）VEGF-CXCR4通路激活。这种空间镶嵌模式解释了为何局部放疗后仍存在复发风险。

临床转化价值

该研究首次证实：1）CXCL13⁺CD8⁺T细胞是PD-L1-CRT疗效的关键效应细胞；2）CXCR6抑制剂或可阻断耗竭性T细胞浸润；3）冷区癌细胞的DNA修复激活提示需联合PARP抑制剂。这些发现为目前开展的SQUAT临床试验（NCT04836728）提供了生物标志物框架，也为实体瘤免疫联合放疗策略优化开辟了新思路。