转移性乳腺癌活检的多模态单细胞和空间表达图跨越临床病理特征

通过对60例转移性乳腺癌患者的单核单细胞RNA测序和四种方法的核心活检的空间谱分析，揭示了乳腺癌转移的患者特异性基因表达程序，这些基因表达程序在时间、转移部位和空间谱方法上保持不变，空间表型与微环境特征相关。

　　

虽然转移性疾病是癌症相关死亡的主要原因，但由于技术和生物标本的限制，其肿瘤微环境的特征仍然很差。在这项研究中，我们收集了来自60名转移性乳腺癌患者的67个肿瘤活检组织的多模态空间和细胞图谱，这些肿瘤组织具有不同的临床病理特征和9个解剖部位，并附有详细的临床注释。我们将所有活检组织的单细胞或单核RNA测序与四种空间表达分析（Slide-seq， MERFISH， ExSeq和CODEX）结合起来，并对多达15个活检组织的连续序列切片进行H&E染色。我们利用耦合测量为不同实验技术的实用性和整合提供参考点，并使用它们来评估细胞类型组成和表达的可变性，以及跨临床病理和方法多样性的新空间表达特征。最后，我们评估了巨噬细胞群体的空间表达和共定位特征，表征了三种不同的上皮细胞到间质转化的空间表型，并鉴定了与局部T细胞浸润和排斥相关的表达程序，展示了在这些图谱中临床相关发现的潜力。

虽然恶性细胞是癌症的决定性特征，但肿瘤由恶性和非恶性细胞组成，这些细胞在形成疾病进展的复杂生态系统中相互作用1。了解这些相互作用具有临床转化的潜力。例如，尽管肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）通常与良好的预后相关，但存在很大的异质性。在原发性乳腺癌（BC）中，TILs可预测三阴性乳腺癌（TNBC）和人表皮生长因子受体2阳性（HER²⁺） BC对新辅助化疗的反应和生存率的提高，但其对激素受体阳性（HR+） BC的影响尚不清楚，可能取决于恶性细胞或TILs的不同状态。

在单细胞和空间分析的最新进展使审问组织生态系统在前所未有的分辨率。然而，很少有研究关注转移性疾病，可能是由于样本的限制，包括可用性、规模和多样性。此外，具有不同设计参数的各种可用方法对用户选择方法提出了挑战。作为人类肿瘤图谱网络（HTAN）的一部分，我们使用单细胞和单核RNA测序（sc/snRNA-seq）和四种不同的空间表达方法（CODEX、靶向ExSeq、MERFISH和Slide-seq）来分析转移性乳腺癌（MBC）患者队列的肿瘤活检，这是全球女性癌症相关死亡的主要原因，旨在为这些方法的实际应用提供信息并改进对MBC的理解。