十篇新论文揭开转移性乳腺癌的单细胞群落图

　　

转移性乳腺癌肿瘤的一次活组织检查包含数十万个细胞，其中一些是癌细胞，另一些是由免疫细胞、血管和肿瘤周围的支持组织组成的复杂网络的一部分。研究人员通常将这些细胞作为混合在一起的一组进行分析，但是这种方法可能会错过罕见的细胞类型，并且很难得出细胞如何相互作用以驱动疾病的结论。

现在，来自麻省理工学院布罗德研究所和哈佛大学、达纳法伯癌症研究所、麻省理工学院、哈佛大学、斯坦福大学和慕尼黑路德维希-马克西米利安大学的一组研究人员已经表明，分析单个细胞或完整组织内细胞的最先进方法可以揭示构成转移性乳腺癌的细胞多样性的新见解。

他们的研究发表在《Nature Medicine》杂志上，也为科学家提供了帮助指导未来实验的资源。该团队比较了六种不同的高分辨率基因表达分析方法，包括四种空间分析方法，这些方法绘制了组织中细胞的位置，并揭示了哪些细胞相互作用以及如何相互作用的新细节。研究人员报告了这些方法如何很好地捕获肿瘤和周围组织的不同细胞特征。

该结果为未来的单细胞或空间分辨率研究铺平了道路，这些研究着眼于转移性肿瘤周围的细胞如何影响其进展或治疗结果。

“分析组织内每个细胞的方法已经变得非常强大，尤其是对肿瘤的研究，但到目前为止，还没有人探索过将这些方法应用于转移性乳腺癌活检的可能性，”前Broad核心研究所成员Aviv Regev说，他是这项工作的共同负责人，现在在基因泰克（Genentech）工作。

“我们的目标之一是展示这些单细胞和空间方法可以为转移性乳腺癌提供重要的生物学见解，”Nikhil Wagle补充说，他也是Broad的前科学家，也是该研究的共同资深作者，也在基因泰克（Genentech）工作。“最终，我们希望这些方法可以帮助开发药物，甚至指导患者的个人治疗。”

这项工作是人类肿瘤图谱网络的一部分，该网络是由国家癌症研究所资助的一个联盟，旨在建立人类癌症的三维细胞和分子图谱。来自联盟成员的另外10篇论文今天发表在《Nature》、《Nature Medicine》和其他期刊上。

转移性乳腺癌已经从乳房扩散到身体的其他部位，仍然是无法治愈的，并且比没有扩散的乳腺癌更不为人所知。特别是，有许多关于周围免疫细胞在转移性肿瘤进展中的作用的问题。

在这项新研究中，研究小组使用了两种单细胞RNA测序方法，分析了来自60名不同患者的67份转移性乳腺癌活检。他们还将四种空间转录组学方法（包括Slide-Seq和MERFISH）应用于活检的一个子集。活检来自各种转移性乳腺癌亚型，取自疾病的不同部位，包括淋巴结、肝脏、骨骼、皮肤和肺，并在患者治疗过程中的不同时间点采集。

虽然所有的方法在获取细胞信息方面都是有效的，但有些方法在分析某些细胞类型方面优于其他方法，有些方法在测量小组基因的表达水平方面优于其他方法，而另一些方法则在分析整个基因组中的所有基因方面名列前茅。

“我们不认为我们可以提名一个普遍的赢家，可以满足研究人员想要产生这种数据时可能需要的所有可能的需求，”Johanna Klughammer解释说，她是布罗德研究所的前博士后研究员，现在是德国慕尼黑路德维希-马克西米利安大学的小组负责人，也是这项新研究的第一作者之一。“但通过以这种方式比较这些方法，我们的结果可以帮助研究人员得出自己的结论，决定在自己的工作中使用哪种方法。”

细胞概要文件

虽然这项研究的目的不是为了得出关于转移性乳腺肿瘤的新的生物学结论，但研究人员指出，他们惊讶地发现，在疾病进展过程中，患者体内的RNA模式是多么稳定，甚至在很长一段时间内，在身体的各个部位也是如此。他们还发现了一个重要的癌症程序的三种不同的空间模式，并观察到当免疫细胞物理浸润转移性肿瘤时，癌细胞中基因表达的特定变化。

“因为我们选择的样本跨越了转移性乳腺癌的临床多样性，所以我们在关于特定生物亚型或临床情况的生物学问题上得出明确结论的统计能力有限，”共同第一作者Daniel Abravanel说，他是Broad的准成员，丹娜-法伯癌症研究所的医生兼科学家，也是哈佛医学院的讲师。“然而，这种异质性使得评估这些变量对转移性乳腺癌的影响成为可能，并为新兴假设提供了令人兴奋的新证据。”

使用他们在研究中验证的方法，研究人员现在希望开始提出更有针对性的生物医学问题，例如免疫治疗前后活检细胞的变化，这可能有助于解释为什么一些转移性乳腺癌对这种治疗的反应比其他乳腺癌更好。

他们还说，虽然他们的工作仅限于转移性乳腺癌，但它可能对研究其他肿瘤类型的研究人员有启示。