单细胞RNA测序揭示胃癌原发灶与肝转移灶中免疫和基质微环境的异质性图谱及其临床意义

本研究通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术解析了胃癌(GC)及其肝转移(LM)的肿瘤微环境(TME)特征，发现CAFs在原发性肿瘤中富集，CD8+ T细胞功能受抑，M2型巨噬细胞(Mφ)活性增强，并筛选出Navitoclax等3种潜在靶向药物，为胃癌转移机制研究和精准治疗提供新思路。

　　

胃癌作为全球癌症相关死亡的第四大原因，其治疗难点主要在于晚期患者的肝转移问题。尽管近年来治疗手段不断进步，但转移性胃癌患者的5年生存率仍不足5%，这促使科学家们将目光投向肿瘤微环境（Tumor Microenvironment, TME）——这个由免疫细胞、基质细胞和血管网络构成的复杂生态系统。越来越多的证据表明，TME在肿瘤转移过程中扮演着关键角色，特别是其中的癌症相关成纤维细胞（Cancer-Associated Fibroblasts, CAFs）和肿瘤相关巨噬细胞（Tumor-Associated Macrophages, TAMs）等基质细胞，它们通过分泌各种细胞因子和重塑细胞外基质，为肿瘤细胞创造了适宜的转移"土壤"。然而，传统的研究方法难以揭示这些细胞群体的异质性及其在转移过程中的动态变化。

江苏省肿瘤医院的研究团队在《Biochemistry and Biophysics Reports》发表的最新研究中，利用单细胞RNA测序（single-cell RNA sequencing, scRNA-seq）这一革命性技术，对胃癌原发灶和肝转移灶的微环境进行了系统性解析。研究人员从GEO数据库获取了7例胃癌组织、2例癌旁正常组织、5例肝转移灶和3例健康肝组织的scRNA-seq数据，结合TCGA-STAD项目的RNA测序数据，通过Seurat软件包进行细胞聚类分析，采用GSVA和SCENIC等方法评估通路活性和转录调控网络，并利用oncoPredict算法预测药物敏感性。

研究首先绘制了107,875个单细胞的转录组图谱，鉴定出13种主要细胞类型和38个亚群。在"上皮细胞亚群"部分，研究发现cluster 2亚群表现出最高的E2F靶基因通路活性和最差的预后相关性，SCENIC分析揭示该亚群受EZH2和E2F1等促癌转录因子调控。通过药物预测筛选出Bcl-2抑制剂Navitoclax、PARP抑制剂PARP_0108和CHK1/2抑制剂AZD7762三种对原发灶和转移灶均有效的候选药物，MTT实验证实其对胃癌细胞系HGC-27和MKN45具有显著抑制作用。

"内皮细胞与血管生成"部分显示，胃癌和肝转移灶中血管内皮细胞比例增加且坏死性凋亡减少，KLF5和NR2F1等促血管生成转录因子活性增强，表明血管生成在转移过程中起关键作用。"CAFs在原发性肿瘤中富集"的发现尤为突出，PDGFRA⁺的CAFs亚群在胃癌组织中特异性富集，高表达COL1A2等胶原蛋白，RUNX3和EGR1等转录因子可能参与调控其促转移功能。

免疫微环境分析揭示了"CD8⁺ T细胞功能受抑"的现象：虽然胃癌组织中的CD8⁺ T细胞毒性活性高于癌旁组织，但其比例下降且坏死性凋亡增加，SCENIC分析发现KDM5A和EOMES等转录因子可能介导了这种功能抑制。值得注意的是，"NK细胞在转移灶中减少"的发现提示肝脏免疫监视功能受损可能是转移的诱因之一。而"M2型巨噬细胞高活性"的结果则与临床观察到的免疫抑制微环境相符，这类细胞通过分泌免疫抑制因子促进肿瘤免疫逃逸。

研究还发现一个有趣现象："正常组织和转移灶中免疫细胞转录活性更高"，这可能反映了机体对肿瘤转移的免疫应答。最后，通过TCGA数据验证发现，内皮细胞cluster 0、成纤维细胞cluster 0-1和上皮细胞cluster 0的标志基因表达与患者不良预后显著相关。

这项研究首次在单细胞分辨率下系统比较了胃癌原发灶和肝转移灶的微环境差异，不仅证实了CAFs和M2型巨噬细胞在肿瘤进展中的核心作用，还揭示了CD8⁺ T细胞功能受抑的新机制。更重要的是，研究提出的三靶点联合用药策略（靶向Bcl-2、PARP和CHK1/2）为克服肿瘤异质性提供了新思路。这些发现为开发针对胃癌转移的微环境调控疗法奠定了理论基础，未来可通过靶向特定基质细胞亚群或逆转T细胞耗竭来增强抗肿瘤免疫。该研究也展示了单细胞技术在解析肿瘤异质性和发现治疗靶点方面的强大能力，为其他实体瘤的转移研究提供了方法学借鉴。