乳腺癌高分辨率空间图谱：揭示小静脉微环境调控淋巴细胞外渗的细胞间机制

免疫检查点抑制剂（ICIs）治疗部分乳腺癌疗效有限，为探究肿瘤微环境（TME）异质性及免疫浸润机制，研究人员运用 Stereo-seq 技术分析 30 例乳腺癌标本。结果发现肿瘤血管存在异质性，小静脉平滑肌细胞（vSMCs）和内皮细胞（vECs）协同促进淋巴细胞浸润，且与更好的临床结局相关，为乳腺癌免疫治疗提供新方向。

　　在乳腺癌的治疗领域，免疫检查点抑制剂（ICIs）的出现曾让人们看到了新的希望。然而，现实却给这份希望浇了一盆冷水。尽管 ICIs 在部分乳腺癌患者治疗中取得了一定成效，比如在一些临床试验中，atezolizumab 和 pembrolizumab 被批准用于治疗 PD-L1 表达的三阴性乳腺癌患者，但它在治疗其他分子亚型以及 PD-L1 阴性的患者时，效果却不尽如人意。这主要是因为肿瘤微环境（TME）中免疫细胞浸润不足，就好像一支军队在战场上兵力不足，无法有效发起进攻一样。而且，TME 是一个极为复杂的 “战场”，里面的细胞相互作用错综复杂，人们对其异质性以及免疫浸润的调控机制知之甚少。为了深入了解这个 “战场”，来自中国医学科学院肿瘤医院等机构的研究人员展开了一项重要研究，相关成果发表在《Nature Communications》上。

研究人员为了攻克这些难题，使用了多种关键技术方法。他们收集了 30 例原发性乳腺癌和配对转移性淋巴结的新鲜冷冻组织标本，以及 296 例患者的福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）标本。运用基于 DNA 纳米球的全基因组原位测序技术（Stereo-seq）对组织进行分析，同时结合单细胞 RNA 测序（scRNA-seq），还通过免疫组化（IHC）和多重免疫荧光（mIF）染色进行验证。

下面来看看具体的研究结果：

1. 描绘人类乳腺癌的高分辨率空间图谱：研究人员对 23 名乳腺癌患者的 30 个新鲜冷冻组织进行 Stereo-seq 分析，涵盖了所有四种分子亚型。通过 scRNA-seq 分析 6 个乳腺癌样本，鉴定出 78,848 个合格细胞，并分为 13 种主要细胞类型。Stereo-seq 数据经过处理和分析，将细胞组成信息投影到病理专家标注的 H&E 染色切片上，揭示了各种细胞在原发性肿瘤和转移性淋巴结中的详细分布，展现了 TME 的精细结构12。
2. 内皮细胞异质性的特征揭示了小静脉内皮细胞的免疫调节功能：研究人员对 ECs 进行聚类分析，将 PECAM1（CD31）阳性的 ECs 分为小静脉内皮细胞（vECs）、动脉内皮细胞（aECs）和毛细血管内皮细胞（cECs）三类。GO 富集分析发现，vECs 除了具有经典的血管功能外，还显著上调免疫激活相关通路。通过 ST 数据定位 ECs 及其亚型，发现毛细血管在原发性肿瘤中数量最多，而在转移性淋巴结中，小静脉的比例增加，毛细血管比例减少34。
3. 不同内皮细胞亚型的独特微环境：通过分析不同 EC 亚型周围的细胞组成，研究发现毛细血管周围肿瘤细胞富集，而 vECs 在原发性肿瘤和转移性淋巴结中都与 T/NK 细胞紧密相邻。进一步研究证实，vECs 与 T/NK 细胞和 B 细胞在空间上接近，且与肿瘤中类似三级淋巴结构（TLS）的形成显著相关，TLS 能促进适应性免疫反应56。
4. 小静脉平滑肌细胞表现出与小静脉内皮细胞协调的空间定位和生物学表型：研究人员将 SMCs 分为三个不同的组，其中 SMC.1（即 vSMCs）富含病毒免疫和 TNF 信号通路，并表达趋化因子 CCL21 和 CCL19。通过分析发现 vSMCs 与 vECs 在空间上紧密相邻，且 vSMCs 是 CCL21 的主要表达来源。此外，vSMCs 周围淋巴细胞富集，与免疫细胞聚集区域密切相关78。
5. 小静脉成分与乳腺癌患者更多的淋巴细胞浸润和更好的临床结局相关：研究人员利用单细胞数据集定义了亚型特异性的特征基因，并应用于两个大型乳腺癌队列。结果表明，高比例的 vECs 或 vSMCs 与患者更好的总生存期（OS）显著相关，且在多变量回归分析中，vECs 或 vSMCs 是影响患者预后的独立因素。此外，在复发乳腺癌队列中，无复发患者的肿瘤中 ACKR1?小静脉密度更高910。
6. 小静脉内皮细胞和平滑肌细胞协调的促炎血管微环境的细胞间机制：对同时含有 vECs 和 vSMCs 的斑点与只含有其中一种细胞的斑点进行差异分析，确定了 194 个差异表达基因（DEGs），并发现这些基因共表达形成的模块在 T/NK 细胞和 B / 巨噬细胞中表达最强。细胞通讯分析确定了多个细胞间的配体 - 受体相互作用（LRIs），证实了 vECs 和 vSMCs 通过多种趋化因子协同促进淋巴细胞浸润的机制1112。

在研究结论与讨论部分，这项研究整合 scRNA-seq 和 Stereo-seq 数据，建立了 30 个人类乳腺肿瘤的空间分辨转录组图谱，全面描绘了原发性乳腺肿瘤和转移性淋巴结的生态系统。研究发现 vECs 和 vSMCs 通过多种趋化因子协同作用，在肿瘤中创造了一个促炎的微环境，促进淋巴细胞趋化和进入肿瘤。这一发现强调了小静脉在促进淋巴细胞浸润和激活中的关键作用，高数量的小静脉与更多的免疫浸润、更少的肿瘤复发和更好的总生存期相关。同时，研究还确定了 TME 中 CCL21 和 CCL19 的具体细胞来源是 vSMCs，揭示了 vECs 和 vSMCs 之间的旁分泌信号回路。这些发现为乳腺癌的治疗提供了新的思路，未来针对 vSMCs 等靶点的研究可能会开发出有效的血管靶向疗法，增强免疫治疗的效果，有望为乳腺癌患者带来新的希望。