单细胞测序揭示口腔鳞状细胞癌新辅助免疫化疗疗效相关的肿瘤微环境特征

《Cancer Immunology, Immunotherapy》：Single-cell sequencing reveals tumor microenvironment features associated with the response to neoadjuvant immunochemotherapy in oral squamous cell carcinoma

为探究影响口腔鳞状细胞癌（OSCC）对免疫检查点抑制剂（ICIs）反应的因素，研究人员通过单细胞测序分析新辅助化疗免疫治疗（NACI）对 OSCC 肿瘤微环境的影响，发现相关细胞亚群和作用机制，为治疗提供新靶点。

　　# 口腔鳞状细胞癌新辅助免疫化疗的深度探索：肿瘤微环境中的关键奥秘
在全球范围内，癌症始终是威胁人类健康的重大杀手。头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）作为世界上第六大常见癌症，其发病率正逐年攀升，预计到 2030 年将新增 108 万病例。其中，口腔鳞状细胞癌（OSCC）又是 HNSCC 的主要类型之一，患者预后较差。即便当前针对局部晚期可切除的 OSCC 采用手术联合辅助放化疗的标准治疗方案，但患者 5 年总生存率仍仅在 40 - 50% 徘徊。传统的诱导化疗方案也未能显著改善患者生存，探寻新的有效治疗方法迫在眉睫。

近年来，免疫检查点抑制剂（ICIs），如程序性死亡蛋白 1（PD-1）及其配体程序性死亡配体 1（PD-L1），为多种实体瘤的治疗带来了新希望，在 HNSCC 治疗领域也展现出潜力。然而，并非所有患者都能从 ICIs 治疗中获益，许多患者会产生耐药性。目前，影响肿瘤对 ICIs 反应的因素尚不明确，因此深入研究新辅助化疗免疫治疗（NACI）对 OSCC 肿瘤微环境的影响，寻找相关生物标志物，对于优化治疗策略、提高患者病理完全缓解率（pCR）至关重要。

在此背景下，北京大学口腔医学院的研究人员开展了相关研究。研究成果发表在《Cancer Immunology, Immunotherapy》杂志上，为 OSCC 的治疗提供了重要的理论依据和潜在治疗靶点。

为了深入剖析 NACI 对 OSCC 肿瘤微环境的影响，研究人员运用了多种关键技术方法。在样本采集方面，收集了 4 例接受两个周期 NACI（包括替雷利珠单抗、白蛋白结合型紫杉醇和顺铂）治疗的 OSCC 患者的活检、原发性肿瘤、匹配的转移性淋巴结和正常淋巴结样本。之后，通过组织解离和一系列细胞处理步骤制备单细胞悬液，包括去除红细胞和死细胞等操作。接着，利用 Chromium 10× 基因组文库构建和测序技术对单细胞悬液进行处理，获取测序数据。最后，借助 R 软件等进行生物信息学分析，对数据进行质量控制、降维、聚类等处理，并开展生存分析，全面深入地挖掘数据信息。

下面来看具体的研究结果：

1. 上皮细胞的聚类分析：研究人员对 20,624 个上皮细胞进行分析，通过无监督聚类将其分为 23 种不同细胞类型。其中，鉴定出两种主要的肿瘤细胞亚群（C9 和 C11）。在接受新辅助治疗后，原发性肿瘤样本中的 C9 和 C11 细胞几乎完全消失，但在非主要病理反应（NPR）患者的转移性淋巴结中显著增多，而在 pCR 患者的转移性淋巴结中则完全不存在。生存分析显示，C11 亚群特异性基因高表达的患者生存率较低，并且 C11 亚群与 PI3K-Akt 等多条信号通路相关，提示 PI3K 抑制剂可能对该恶性细胞群体有效。
2. NACI 诱导的 T 淋巴细胞重塑特征：T 细胞被分为 24 个细胞群体。新辅助治疗后，原发性肿瘤中 CD8⁺ T 淋巴细胞数量显著增加，其中代表效应 T 细胞的 C1 和 C18 簇细胞比例明显上升，且在 pCR 组转移性淋巴结中也有所增加，但在 NPR - pCR 组中无显著变化。同时，研究发现 CD4⁺ T 细胞中的 C5 FOXP3⁺效应调节性 T 细胞（eTreg）在新辅助治疗后，原发性肿瘤和 pCR 组转移性淋巴结中的数量显著减少，而在 NPR 组转移性淋巴结中有增加趋势。这表明成功的 ICI 治疗可通过减少 Tregs 比例来抑制 CD4⁺ T 细胞介导的免疫抑制作用。
3. NACI 改变 B 淋巴细胞的特征：B 细胞被分为 14 个簇。新辅助治疗后，生发中心（Bgc）细胞和浆细胞比例增加，C7 记忆 B 细胞也有所增多。CellChat 分析显示，C9 - MKI67⁺ DZ Bgc 细胞与发挥抗肿瘤作用的 CD8⁺ T 效应细胞关系密切，提示该细胞群可能通过与 CD8⁺ T 细胞相互作用促进抗肿瘤活性。此外，对 C7 细胞的功能分析表明，其与 CD4 辅助性 T 细胞的激活和分化有关，说明免疫治疗可能有助于恢复 B 细胞的记忆功能，并促进 CD4 辅助性 T 淋巴细胞的激活和分化。
4. NACI 降低髓样细胞的促炎程序：利用特征性细胞标记基因将髓样细胞分为 20 个细胞簇。新辅助治疗后，树突状细胞（DCs）数量显著增加，中性粒细胞数量明显减少。其中，C4 - CXCR4⁺中性粒细胞、C16 - PROK2⁺中性粒细胞和 C11 - CCL3L3⁺中性粒细胞的比例在原发性肿瘤中显著降低。对这些中性粒细胞的功能分析发现，它们分别与氧化磷酸化、白细胞细胞 - 细胞黏附等多种促炎相关通路有关。这表明 NACI 可能通过减少具有促炎功能的中性粒细胞比例，调节肿瘤内的炎症过程，从而发挥抗肿瘤作用。
5. CCL19⁺成纤维网状细胞（FRCs）通过 CXCL12 - CXCR4 轴与 T 细胞相互作用发挥抗肿瘤作用：基质细胞被分为 23 个细胞簇，新辅助治疗后内皮细胞群体显著增加。其中，C13 代表高表达 CCL19 的 FRCs 亚群，在原发性肿瘤中，该细胞亚群的丰度在新辅助治疗后显著增加。CellChat 分析显示，C13 - CCL19⁺ FRCs 通过 CCL19 - CCR7 轴与记忆 CD4⁺ T 细胞和幼稚 CD4⁺ T 淋巴细胞有更多相互作用，还通过 CXCL12 - CXCR4 轴与几乎所有的 CD4⁺ T、CD8⁺ T 淋巴细胞以及 B 细胞相互作用，尤其与 CD8⁺ T 细胞的相互作用更为显著。这表明 NACI 可能促进 CCL19⁺ FRCs 的增殖，进而通过 CXCL12 - CXCR4 轴招募 T 淋巴细胞，发挥抗肿瘤效应。

研究人员通过单细胞 RNA 测序，全面揭示了 OSCC 原发性肿瘤和转移性淋巴结在 NACI 治疗后的免疫景观。发现了与 NACI 疗效相关的肿瘤细胞亚群（如 C11）、免疫细胞变化（如 CD8⁺ T 细胞、Tregs、B 细胞、髓样细胞等）以及基质细胞（如 CCL19⁺ FRCs）的作用机制。这些发现不仅有助于深入理解患者对治疗的反应，还为未来 OSCC 的治疗提供了潜在的新靶点。然而，该研究也存在一定局限性，如样本量有限、NPR 样本稀缺等，后续还需进一步研究加以验证和完善。但总体而言，这项研究为 OSCC 的精准治疗开辟了新的方向，有望推动该领域的临床治疗取得新的突破。