《Gastroenterology》：Single-Cell Analysis of Chemotherapy-induced Remodeling Reveals CD276-driven Basal-like Chemoresistance in Pancreatic Cancer
编辑推荐：
胰腺癌化疗效果差异大、耐药机制不明，严重限制患者生存。针对此难题，研究人员运用单细胞测序等前沿技术，系统描绘了化疗过程中胰腺癌微环境的动态重塑图景，发现了一个由SNCG+基底样肿瘤细胞、SPP1+肿瘤相关巨噬细胞和耗竭T细胞构成的化疗耐药生态位，并证实免疫检查点分子CD276/B7-H3是驱动该耐药微环境形成和维持的关键调控因子。靶向CD276/B7-H3可有效逆转耐药，为克服胰腺癌化疗抵抗提供了极具前景的新策略。
胰腺癌，尤其是胰腺导管腺癌（PDAC），因其起病隐匿、进展迅速，常被称为“癌中之王”。对于不可手术的晚期患者，以白蛋白紫杉醇联合吉西他滨为代表的化疗方案是标准一线治疗，但疗效有限且个体差异巨大，许多患者很快出现耐药，疾病继续恶化。为什么同样的化疗方案，有的人有效，有的人无效？化疗究竟如何改变肿瘤内部的“小社会”（即肿瘤微环境），从而影响治疗效果？这些关键问题长期困扰着科学家和临床医生，也阻碍了更有效治疗策略的开发。
为了回答这些问题，由Zhang Yao、Du Yanhua、Wang Jiaxin等领衔的研究团队展开了一项深入探索。他们从瑞金医院招募了28名接受AG化疗的晚期PDAC患者，获取了化疗前、后的配对肿瘤活检样本和外周血单个核细胞（PBMC），运用单细胞RNA测序、空间转录组学等高分辨率技术，绘制了化疗前后肿瘤微环境的动态变化图谱，并在细胞和动物模型上进行了功能验证。他们的研究成果发表在顶级学术期刊《Gastroenterology》上。
为开展这项研究，研究人员主要采用了几个关键技术：首先，对28名晚期PDAC患者化疗前后的配对肿瘤样本及PBMC进行了高通量5'单细胞RNA测序和配对T细胞受体/B细胞受体测序；其次，利用多重免疫荧光染色、原位测序和10x Genomics Visium HD平台等高分辨率空间组学技术，验证并定位了关键细胞类型和分子的空间分布；最后，通过CRISPR-Cas9基因敲除、细胞共培养杀伤实验以及基于人源肿瘤异种移植模型和KPC基因工程小鼠模型的体内实验，对关键靶点CD276/B7-H3的功能进行了验证。
研究结果
化疗动态重塑胰腺癌患者的肿瘤微环境
通过分析配对样本的单细胞数据，研究团队发现，化疗后，治疗有效者的肿瘤细胞和巨噬细胞比例显著下降，而经典树突状细胞比例上升。相反，无效者则表现为T/NK细胞比例下降和中性粒细胞比例上升。这表明，化疗在有效者和无效者中引发了截然不同的免疫微环境重塑模式。
恶性细胞状态转换与化疗疗效相关
研究人员鉴定了6个恶性细胞亚群，包括3个经典样（如GPX2+）、1个基底样（SNCG+）、1个增殖性亚群和1个中间共表达（IC， LMO7+）亚群。RNA速率分析显示，LMO7+IC细胞可以向SNCG+基底样或GPX2+经典样状态分化。重要的是，化疗前，有效者富含GPX2+经典样细胞，而无效者富含SNCG+基底样细胞。化疗后，有效者的恶性细胞主要转向经典状态，而无效者则转向基底样状态。基底样状态与不良预后显著相关。
SPP1+巨噬细胞与基底样恶性细胞轴促进化疗耐药
研究人员进一步刻画了巨噬细胞的异质性，发现了6个亚群，其中SPP1+肿瘤相关巨噬细胞具有促血管生成等促瘤特征，而FOLR2+组织驻留样巨噬细胞具有抗原提呈等抗肿瘤特征。化疗后，无效者持续高表达SPP1+巨噬细胞，而有效者则表现为FOLR2+巨噬细胞增加和SPP1+巨噬细胞减少。相互作用分析及空间定位证实，SPP1+巨噬细胞与SNCG+基底样恶性细胞在空间上邻近且存在活跃的配体-受体交流（如MMP9-CDH1, VEGFA-AXL），共同塑造了一个促血管生成和缺氧的微环境。
CD8+耗竭T细胞的积累与化疗耐药相关
对肿瘤浸润T细胞的分析发现，化疗后，无效者肿瘤中处于过渡耗竭和终末耗竭状态的CD8+T细胞比例显著增加，而有效者则展现出更高的细胞毒活性和新克隆扩增。轨迹分析揭示了CD8+T细胞向终末效应记忆细胞或耗竭状态分化的两条主要路径，无效者的T细胞更偏向耗竭路径。
检查点分子CD276/B7-H3富集于基底样恶性细胞-Tex-SPP1+TAMs生态位
整合分析发现，SNCG+基底样恶性细胞、CD8+耗竭T细胞和SPP1+巨噬细胞在空间上紧密相关，形成了一个“化疗耐药生态位”。CD276/B7-H3的表达在该生态位中显著富集，尤其在无效者的基底样和IC恶性细胞中高表达，且与基底样状态、血管生成特征和T细胞耗竭评分正相关。空间转录组学和多重免疫荧光证实了CD276/B7-H3与基底样恶性细胞标志物的共定位。
靶向CD276/B7-H3逆转胰腺癌的化疗耐药
功能实验表明，在化疗耐药细胞系SW1990-R中敲低或敲除CD276，能诱导细胞凋亡，并促进其从基底样向经典样状态转变。在裸鼠移植瘤模型和KPC（LSL-KrasG12D/+; LSL-Trp53R172H/+; Pdx1-Cre）基因工程小鼠模型中，CD276/B7-H3敲低或使用阻断性抗体，能显著增强吉西他滨的疗效，抑制肿瘤生长并延长小鼠生存期。联合治疗的效果优于单一疗法。
CD276/B7-H3促进基底样肿瘤状态并维持免疫抑制性肿瘤微环境
机制上，CD276/B7-H3通过调控一系列与细胞外基质重塑、上皮-间质转化和糖代谢相关的基因，驱动肿瘤细胞维持基底样状态。同时，靶向CD276/B7-H3能重塑免疫微环境：减少Spp1+巨噬细胞、降低巨噬细胞的血管生成特征，并增强CD8+T细胞的浸润和细胞毒性功能，逆转其耗竭状态。在KPC小鼠模型中的单细胞测序也验证了抗B7-H3治疗能降低恶性细胞和基底样细胞比例。
结论与讨论
该研究通过高分辨率的单细胞和空间多组学技术，系统揭示了晚期胰腺癌在AG化疗过程中肿瘤微环境的动态重塑规律。研究明确了化疗反应差异的关键在于一个由SNCG+基底样肿瘤细胞、SPP1+促血管生成巨噬细胞和耗竭T细胞构成的独特生态位。更重要的是，该研究首次将免疫检查点分子CD276/B7-H3定位为该耐药生态位的核心调控枢纽，它兼具“双重功能”：一方面驱动肿瘤细胞向化疗抵抗的基底样状态转化，另一方面促进免疫抑制性微环境的形成和维持。
这一发现具有重要的转化医学意义。它不仅为理解胰腺癌化疗耐药提供了全新的细胞和分子框架，还为克服耐药指明了方向。CD276/B7-H3作为一个同时作用于肿瘤细胞内在特性和免疫微环境的靶点，其阻断策略有望实现“一石二鸟”的效果。目前，针对B7-H3的抗体药物偶联物、CAR-T细胞等疗法已在开发中。本研究为这些疗法与标准化疗联合应用，以期提高晚期胰腺癌治疗疗效、逆转耐药提供了坚实的理论基础和令人鼓舞的临床前证据。未来，在临床队列中验证靶向B7-H3联合化疗的策略，将是迈向改善胰腺癌患者预后的关键一步。
