《Translational Oncology》：Single-cell sequencing reveals an immunotherapy-relevant IFITM1-marked epithelial interferon state in nasopharyngeal carcinoma
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背景：鼻咽癌（NPC）是一种富含免疫细胞的上皮恶性肿瘤，具有显著的恶性细胞异质性和对免疫检查点阻断（ICB）疗效的差异。方法：研究人员将单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据与inferCNV、Monocle3、DoRothEA/decoupleR、供体感
背景：鼻咽癌（NPC）是一种富含免疫细胞的上皮恶性肿瘤，具有显著的恶性细胞异质性和对免疫检查点阻断（ICB）疗效的差异。方法：研究人员将单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据与inferCNV、Monocle3、DoRothEA/decoupleR、供体感知伪批量差异表达和CellChat配体-受体建模相结合。外部验证使用了NPC批量队列（GSE53819、GSE12452、GSE64634和GSE102349）、TCGA-HNSC以及抗PD-1/PD-L1治疗的HNSCC队列GSE159067。研究人员使用HK1细胞进行初步的IFITM1敲低实验。结果：在九种上皮状态中，Epi7被确定为一种晚期伪时间干扰素应答的恶性上皮状态，具有显著的IRF9、STAT2、IRF1和STAT1活性。IFITM1被识别为其主要标志物，并在细胞和供体水平上与CD274相关。供体感知伪批量分析证实，IFITM1高表达细胞携带I型干扰素和抗病毒程序，而Epi7富集了趋化因子信号、抗原呈递和淋巴细胞共刺激。CellChat分析显示，Epi7的MIF、MHC-I、MHC-II、Midkine、APP和Galectin信号增强。在外部队列中，IFITM1在NPC肿瘤中上调，而多基因Epi7特征在大多数检查点和免疫浸润终点上显示出比单独IFITM1更强的相关性。IFITM1/Epi7高表达肿瘤表现出炎症但检查点富集的微环境和更高的复合ICB可能性。在HK1细胞中敲低IFITM1减少了增殖、集落形成和基于Matrigel的侵袭。结论：单细胞测序识别了一个IFITM1标记的Epi7上皮干扰素程序，其中IFITM1作为主要标志物而非唯一决定因素，将鼻咽癌恶性细胞异质性与肿瘤-免疫通讯和免疫治疗相关的微环境重塑联系起来。Epi7程序可能为鼻咽癌的免疫分层提供转化生物标志物框架。
鼻咽癌（NPC）是一种与EB病毒（Epstein-Barr virus, EBV）密切相关的上皮恶性肿瘤，其免疫微环境丰富但恶性细胞异质性显著，导致免疫检查点阻断（ICB）疗效不一。现有单细胞研究多聚焦于免疫或基质细胞，对肿瘤上皮细胞内在的干扰素应答程序及其与微环境互作的理解不足。为填补这一空白，研究人员Lun Dong等人开展了一项整合性研究，通过单细胞转录组学定义了一种免疫相关的恶性上皮程序，并鉴定IFITM1（干扰素诱导跨膜蛋白1）为其可追踪标志物。该研究于《Translational Oncology》发表，揭示了NPC中一种晚期干扰素应答的上皮状态（Epi7），该状态与免疫检查点富集和炎症微环境相关，但同时也伴随抑制性信号，为NPC的免疫分层提供了转化生物标志物框架。
研究方法方面，研究人员主要采用了以下关键技术：单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据整合与inferCNV（推断拷贝数变异）进行恶性细胞鉴定；Monocle3进行伪时间轨迹分析；DoRothEA/decoupleR进行转录因子活性推断；供体感知伪批量差异表达（edgeR）以控制供体间变异；CellChat进行配体-受体信号通信分析。外部验证使用了NPC批量队列（GSE53819、GSE12452、GSE64634、GSE102349）和TCGA-HNSC（头颈部鳞状细胞癌）作为对照，以及抗PD-1/PD-L1治疗的HNSCC队列（GSE159067）。初步体外实验采用HK1细胞进行siRNA介导的IFITM1敲低，通过CCK-8、集落形成和Matrigel侵袭实验评估功能。样本队列来源均来自公共数据库。
研究结果分九个部分呈现：
1. **单细胞转录组分析定义了NPC中的恶性上皮细胞区室**：通过单细胞聚类和inferCNV分析，从16个样本中识别出9种上皮状态（Epi0-Epi8），其中Epi4因拷贝数变异（CNV）信号弱且富集正常上皮细胞而被排除，最终得到5984个来自14例NPC患者的恶性上皮细胞。
2. **Epi7以干扰素应答基因动力学和强烈的IRF/STAT转录因子活性为特征**：伪时间轨迹分析显示，IFITM1、CD274等基因在晚期伪时间表达峰值与Epi7区域重合。DoRothEA/decoupleR分析确认Epi7具有显著的IRF9、STAT2、IRF1和STAT1活性，且干扰素核心特征评分在Epi7中最高。
3. **IFITM1标记Epi7状态并追踪供体水平CD274特征**：单细胞和供体水平分析均显示IFITM1与CD274正相关，IFITM1高表达细胞中Epi7比例显著升高，且干扰素核心评分更高。
4. **Epi7通过增强的MIF、MHC和GALECTIN信号与免疫细胞相互作用**：CellChat分析表明，Epi7相较于非Epi7肿瘤细胞，在MIF、MHC-I、MHC-II、Midkine、APP和Galectin等通路中传出信号更强，主要作用于B细胞、树突状细胞（DC）、巨噬细胞等免疫细胞。
5. **供体感知伪批量分析证实了协调的IFITM1相关干扰素程序**：在7例供体中比较IFITM1高表达与低表达细胞，差异表达基因富集于I型干扰素应答和抗病毒程序，而低表达细胞富集核糖体生物合成等。平行比较Epi7与非Epi7细胞，发现Epi7上调趋化因子（CXCL9、CXCL10、CXCL11）和抗原呈递相关基因，非Epi7细胞富集细胞周期基因。
6. **多队列批量验证证实了IFITM1上调及Epi7程序的优越性**：在TCGA-HNSC和三个NPC外部队列中，IFITM1在肿瘤组织中显著上调。头对头比较显示，Epi7多基因特征在大多数检查点（如CD274、LAG3、IDO1）和免疫浸润终点（如CD8 T细胞、NK细胞）上的相关性优于单独IFITM1或干扰素核心特征。
7. **IFITM1/Epi7高表达肿瘤表现出炎症但检查点富集的微环境**：通过xCell和MCP-counter分析，IFITM1高表达肿瘤具有更高的免疫评分和微环境评分，但基质评分较低，且CD8 T细胞、NK细胞、细胞毒性淋巴细胞等浸润增加，但同时也与PD-L1、PD-1、CTLA4、LAG3、IDO1等抑制性检查点正相关。
8. **Epi7程序与更高的复合ICB可能性和候选治疗脆弱性相关**：IFITM1高表达肿瘤的复合ICB可能性评分显著更高，Epi7高表达者更常归类为高ICB可能性。药物优先化分析（结合CMap逆转和DGIdb靶点富集）提名了JAK/STAT抑制剂、PD-1/PD-L1阻断剂和CTLA-4阻断剂作为候选治疗策略。
9. **初步体外验证支持IFITM1轴的可操作性**：siRNA敲低IFITM1后，HK1细胞的增殖、集落形成和Matrigel侵袭能力均显著下降。
讨论部分指出，Epi7程序并非简单的单个基因生物标志物，而是代表一种协调的恶性上皮干扰素状态，其兼具免疫激活和抑制性反馈的双重特征。该状态通过MIF、MHC和Galectin信号与免疫细胞通信，可能解释了NPC肿瘤免疫丰富但治疗挑战性的原因。研究结论翻译如下：单细胞测序识别了一个IFITM1标记的Epi7上皮干扰素程序，其中IFITM1作为主要标志物而非唯一决定因素，将鼻咽癌恶性细胞异质性与肿瘤-免疫通讯和免疫治疗相关的微环境重塑联系起来。Epi7程序可能为鼻咽癌的免疫分层提供转化生物标志物框架。
