综述：通过单细胞多组学解析神经母细胞瘤异质性：对发育、免疫和治疗抵抗的见解

《Oncogene》：Dissecting neuroblastoma heterogeneity through single-cell multi-omics: insights into development, immunity, and therapeutic resistance

本综述系统阐述了单细胞多组学技术如何革新对神经母细胞瘤(NB)异质性的认知。文章揭示了NB沿肾上腺能-间质(ADR-MES)谱系的细胞状态可塑性，剖析了肿瘤微环境(TME)中免疫抑制网络(如TAMs、TANs)的动态重塑，并深入探讨了MYCN驱动染色质重构、超级增强子(SE)重组、旁路信号激活等多层次耐药机制。这些发现为针对表观遗传调控因子、代谢检查点和免疫抑制网络的时序协同治疗策略提供了新视角。

　　

单细胞多组学技术概览

单细胞多组学技术已从最初的单细胞转录组学(scRNA-seq)扩展为一个涵盖转录组、表观基因组、基因组、蛋白质组甚至代谢组的“广谱单细胞组学”综合框架。

单细胞转录组技术(scRNA-seq, snRNA-seq, 空间转录组)是解析细胞状态和功能的关键入口。单细胞表观基因组技术(scATAC-seq, snATAC-seq)则能检测开放染色质区域，识别增强子、启动子和转录因子(TF)结合位点，为理解细胞命运决定提供了上游调控视角。单细胞基因组技术(scDNA-seq)可用于描绘克隆进化轨迹和遗传异质性。单细胞蛋白质组技术(CyTOF, CITE-seq, SCoPE-MS, IMC, CODEX)能直接读取细胞功能状态，而单细胞代谢组学(scMS)则为研究肿瘤代谢重编程提供了最直接的生化活动快照。

神经母细胞瘤的单细胞解码：从发育停滞到ADR/MES可塑性

神经母细胞瘤起源于神经嵴细胞(NCC)在交感肾上腺谱系中的分化停滞。

单细胞研究将NB的“类型”重新定义为由核心调控回路(CRC)和超级增强子(SE)维持的可塑性状态，主要体现为肾上腺能(ADR，亦称ADRN)和间质(MES)两种可相互转化的细胞状态。ADR状态表达神经纤维蛋白和儿茶酚胺生物合成标记物(如TH、CHGA、PNMT)，与化疗敏感性相关；而MES状态表达波形蛋白和基质标记物(如SOX10、PLP1)，赋予肿瘤治疗耐受性和耐药性。在细胞毒性压力下，ADR细胞被优先清除，而低增殖/静息的MES细胞得以保留，导致治疗后MES富集和表型转变。关键遗传和表观遗传事件，如ARID1A缺失、PRRX1上调和NOTCH3激活，通过增强子重塑促进ADR向MES转化。重要的是，由于存在中间状态和杂交程序，这种状态转换是一个动态连续谱。

神经母细胞瘤的肿瘤微环境：细胞组成与功能异质性

肿瘤微环境(TME)由细胞和非细胞成分组成，共同协调肿瘤的发生、进展、侵袭、转移和治疗抵抗。单细胞图谱研究，如整合了7项独立研究中61例患者样本的NBAtlas，为定义NB的细胞组成提供了统一参考。在转移性骨髓微环境中，研究发现了以肿瘤相关中性粒细胞(TANs)和单核-巨噬细胞轴为核心的协同免疫抑制网络。TANs高表达CXCL8和S100A8/A9，激活CXCR2-MAPK/NF-κB通路诱导免疫耗竭。同时，单核-巨噬细胞通过分泌SPP1、MIF和CCL2等因子，促进M2极化、T细胞抑制和细胞外基质(ECM)重塑，形成免疫排斥的“髓系屏障”。

癌症相关成纤维细胞(CAFs)也表现出免疫抑制特征，例如分泌TGF-β、CXCL12、COL1A1和FN1，形成免疫排斥的“胶原屏障”。空间多组学分析还揭示了内皮细胞与NK/T细胞之间丰富的LGALS9-HAVCR2(TIM-3)相互作用，强调了血管-免疫串扰在维持免疫抑制中的重要性。

神经母细胞瘤的治疗抵抗机制：细胞谱系进化与适应性可塑性

治疗抵抗是高危和复发NB患者长期生存的主要障碍。单细胞研究描绘了耐药演变的动态轨迹。

遗传与结构重塑：染色体外DNA(ecDNA)拷贝数异质性驱动MYCN表达变异和细胞状态转换，表明ecDNA介导的基因组可塑性是适应性表型转换的基础。

表观遗传与核心调控回路重塑：治疗期间，NB经历超级增强子(SE)和CRC的广泛重塑，其特征是应激相关转录轴(PRRX1/NOTCH)的激活和神经谱系因子(ASCL1/PHOX2B)的抑制。

靶标丢失与旁路激活：在ALK抑制或化疗压力下，部分NB细胞可通过旁路受体-配体轴(如TAMs分泌的HB-EGF激活肿瘤细胞上的ERBB4信号)恢复下游级联反应，维持MAPK和PI3K-AKT信号传导。

持续存在细胞与记忆样细胞程序：一部分细胞可以降低RNA动力学和转录噪声，从而进入低代谢、低增殖的持续存在状态。JNK信号缺陷与这种持续存在和再生长密切相关。

免疫与炎症脆弱性：ADR和MES谱系在先天免疫通路上表现出不同的能力。MES状态细胞表现出更强的TLR3依赖性双链RNA(dsRNA)识别能力。NECTIN2-TIGIT被确定为NB中的关键免疫检查点通路。

代谢与维甲酸耐受：MES和持续存在样亚群发生广泛的代谢重编程，形成以增强氧化磷酸化(OXPHOS)和脂肪酸氧化(FAO)依赖性、增加抗氧化能力和激活内源性全反式维甲酸(RA)合成为特征的状态，从而在化疗和氧化应激下实现长期存活。

新兴生物标志物与治疗靶点

单细胞多组学整合加速了NB中预后生物标志物和治疗靶点的发现。STMN2、TUBA1A、PAGE5和ETV1等转录调节因子被确定为NB肿瘤发生和瘤内异质性的关键驱动因子。NECTIN2-TIGIT轴被认为是一种主要的免疫检查点通路。PCLAF+神经内分泌细胞亚群已被确定为NB进展的主要驱动因子，并且该亚群对铜死亡高度敏感，提示了难治性NB的一个潜在治疗脆弱性。机器学习模型与多组学数据整合，构建了准确的风险分层模型，并揭示了化疗可在肾上腺能细胞内诱导“弱间质”转录状态，这为了解治疗后复发和耐药性的细胞起源提供了窗口。

挑战与未来展望

当前NB单细胞研究仍面临技术（如细胞活性保持、成本高）和转化（如样本量小、异质性强）方面的挑战。未来，优先进行跨组学整合和动态追踪至关重要。人工智能(AI)和机器学习(ML)的整合，通过非线性特征提取和多模态模式识别，将显著改善稀有细胞亚群和瞬时表型转换的识别。展望未来，生物信息学、临床肿瘤学和基础科学的协同整合，将推动NB研究从描述性分子谱分析向预测性和机制性建模发展，为精准肿瘤学和改善高危患者长期生存铺平道路。

结论

单细胞技术通过揭示NB显著的细胞多样性和分子复杂性，从根本上重塑了我们对它的理解。整合单细胞多组学数据，结合人工智能驱动的建模，将有助于更精确地捕捉NB的时空演变。这些方法将加速预测性生物标志物的发现，识别可操作的治疗脆弱性，并促进个性化治疗策略。最终，单细胞技术、计算生物学和转化验证之间的协同作用，有望将NB的管理从静态分类转变为动态的、精准指导的干预。