肌层浸润性膀胱癌中肿瘤微环境的重塑：新辅助免疫化疗后单细胞与空间转录组学的启示

《Molecular Cancer》：Remodeling of the tumor microenvironment in muscle-invasive bladder cancer: insights from single-cell and spatial transcriptomics after neoadjuvant immunochemotherapy

　　

摘要

背景

本研究中的新辅助免疫化疗（nICT）是指PD-L1阻断联合顺铂为基础的化疗，其在肌层浸润性膀胱癌（MIBC）的治疗中展现出显著的临床疗效。然而，肿瘤免疫微环境（TIME）具有高度异质性，这导致患者反应差异较大且易出现治疗耐药性。本研究探讨了MIBC免疫微环境中的关键免疫细胞亚群、细胞间通讯网络以及空间分布情况，重点分析与nICT治疗反应相关的细胞和空间特征。

方法

根据RECIST 1.1标准通过影像学评估将患者分为反应组和非反应组。反应组指达到完全或部分缓解的患者，而非反应组则指在接受足够剂量的nICT治疗并经过可评估的影像学检查后疾病仍处于稳定状态或进展的患者。从4例未接受治疗的对照组、3例nICT反应组和3例nICT非反应组中采集了代表性的计算机断层扫描图像及新鲜组织样本。这些样本接受了单细胞RNA测序和空间转录组测序分析，通过对细胞群体进行注释，评估其浸润程度、细胞间通讯网络以及伪时间轨迹，进而识别出与耐药性相关的细胞亚群及其所在的空间微环境。

结果

经过质量控制后，根据典型标志物将肿瘤微环境（TME）分为10个主要细胞亚群。横断面组间比较分析显示，非反应组和反应组的TME存在显著重构：非反应组中B细胞浸润更为严重，而反应组中则巨噬细胞、成纤维细胞和肥大细胞的数量较多。激活的CD4+ T细胞功能异常以及幼稚型CD8+ T细胞分化障碍被确定为获得性治疗耐药性的关键驱动因素。此外，巨噬细胞产生的CXCL8积累也被认为是导致耐药性的因素之一。癌症相关成纤维细胞（CAFs）则起到物理屏障作用，有助于形成免疫抑制性的肿瘤微环境。值得注意的是，在非反应组肿瘤中，巨噬细胞产生的CXCL8与CAFs之间存在强烈的空间共定位现象，表明二者可能在共同介导对nICT的耐药性中起协同作用。进一步通过空间转录组分析细胞间通讯情况后发现，巨噬细胞（通过CXCL8）向CAFs发出的SPP1信号会促进肿瘤微环境的重编程，进而增加对nICT的耐药性。

结论

这项综合分析明确了导致MIBC患者对nICT治疗反应差异的不同免疫学特征。这些发现为优化个性化新辅助治疗策略提供了理论依据。