单细胞RNA测序揭示肺鳞癌肿瘤微环境中的潜在治疗靶点

《Scientific Reports》：Single-cell RNA sequencing reveals potential therapeutic targets in the tumor microenvironment of lung squamous cell carcinoma

本研究针对肺鳞癌(LUSC)肿瘤微环境(TME)异质性及治疗靶点匮乏的难题，中国多中心团队通过整合GSE148071和WCH队列的72例样本、179,506个细胞的单细胞RNA测序(scRNA-seq)数据，结合非负矩阵分解(NMF)技术，首次系统解析了LUSC免疫-基质细胞互作网络。研究发现CD8+T细胞耗竭、cDC1减少等免疫逃逸特征，鉴定出4个恶性细胞元程序(MPs)，其中MP2/4可作为早期LUSC预后标志物。该成果为个体化免疫治疗提供新思路，发表于《Scientific Reports》。

　　

肺鳞状细胞癌(LUSC)占肺癌病例的30%，却因分子机制不明成为研究"洼地"。当前TNM分期系统难以解释同分期患者的疗效差异，其症结在于肿瘤微环境(TME)的"黑箱"状态。免疫治疗虽改变肺癌格局，但LUSC响应率不足20%，揭示TME中免疫-肿瘤细胞互作规律迫在眉睫。

沈阳医学院附属242医院肿瘤科Junda Fan联合佳木斯市中心医院等团队，通过整合GSE148071和WCH队列72例样本的179,506个单细胞转录组数据，首次绘制了LUSC跨分期TME全景图谱。研究采用Harmony算法校正批次效应，基于inferCNVpy鉴定9,611个恶性细胞，运用非负矩阵分解(NMF)解析肿瘤异质性，并通过TCGA队列进行临床验证。

研究首先构建LUSC细胞图谱，发现晚期样本恶性细胞比例显著升高(图1c)。免疫细胞动态分析揭示：随着分期进展，CD8⁺T和耗竭T细胞持续减少，而CD4⁺T和初始T细胞增加(图3b)，提示免疫监视功能逐步瓦解。尤为关键的是，调节性T细胞(Treg)比例在各分期保持稳定，暗示肿瘤可能主动维持这种免疫抑制状态。

髓系细胞分析发现cDC1(传统1型树突细胞)在正常组织中富集(p=1.04×10^-9)，而肿瘤中明显减少(图4b)，这类细胞本是激活CD8⁺T细胞的关键"哨兵"。相反，浆细胞样树突细胞(pDC)在II期特异性富集，单核细胞则随进展持续扩增，可能通过分化为促瘤巨噬细胞助力免疫逃逸。

上皮细胞亚群分析显示，基底细胞和双体细胞(Deuterosomal cells)在晚期样本中显著增多(图5b)。前者具有干细胞特性，后者参与组织修复，二者可能共同驱动肿瘤演进。通过NMF算法，研究者从恶性细胞中提炼出4个元程序(MPs)：MP1(微管运动相关)、MP2(核糖体生物发生)、MP3(角质化包膜形成)和MP4(细胞周期激活)。TCGA生存分析显示，MP2/4特征可有效预测I期患者预后(图7c-f)，为早期干预提供分子标签。

讨论部分指出，该研究首次揭示LUSC中cDC1-pDC免疫平衡失调、基底-双体上皮细胞转化等新机制。尽管存在样本量限制，但通过多队列验证增强了结论可靠性。发现的MPs特征突破传统病理分型局限，尤其MP2/4评分体系为早期LUSC精准分层提供工具。未来需在类器官模型和临床试验中验证这些靶点的治疗价值。

这项发表于《Scientific Reports》的研究，不仅破解了LUSC免疫微环境"时空调控"密码，更开辟了基于单细胞分子分型的治疗新途径。从基础到临床的转化设计，彰显中国学者在肿瘤微环境研究领域的创新实力。