多模态转录组学整合揭示PDAC微环境中促癌基质与抗肿瘤免疫的空间互作机制

本研究针对胰腺导管腺癌(PDAC)高度免疫抑制和纤维化的肿瘤微环境(TME)，通过整合单细胞RNA测序(scRNA-seq)、空间转录组学(ST-seq)和批量RNA测序数据，揭示了POSTN+成纤维细胞与SPP1+巨噬细胞的空间共定位促癌机制，同时发现CCL4+ CD8+ T细胞与IGHG1+浆细胞构成的免疫保护性生态位。研究为PDAC的联合靶向治疗提供了新策略。

　　

胰腺导管腺癌(PDAC)被称为"癌王"，其五年生存率仅11%，主要归因于高度复杂的肿瘤微环境(TME)。这个由癌细胞、免疫细胞和基质细胞组成的"生态系统"中，致密的纤维化基质像铜墙铁壁般阻挡药物渗透，而免疫抑制性细胞则使免疫治疗屡屡受挫。更棘手的是，PDAC微环境中促癌和抑癌因素犬牙交错——某些成纤维细胞能抑制肿瘤生长，而另一些却助纣为虐；部分免疫细胞具有杀伤功能，更多的则被"策反"为肿瘤帮凶。这种复杂的"敌我关系"使得靶向TME的治疗策略屡遭失败，亟需在单细胞分辨率下绘制PDAC微环境的"细胞地图"。

为破解这一难题，Jun Wu等研究团队在《Cellular Oncology》发表重磅研究，创新性地整合了88例scRNA-seq、20例ST-seq和1383例bulk RNA-seq数据，结合Xenium超高分辨率空间转录组和多重免疫荧光(mIHC)验证，首次系统揭示了PDAC中两大对立细胞程序的空间组织规律。

关键技术包括：1)跨队列整合5个scRNA-seq数据集(187,520个细胞)；2)基于BayesSpace算法的空间转录组分析(67,933个spots)；3)12个独立队列(1,383例)的bulk RNA-seq预后关联分析；4)Xenium平台单细胞分辨率空间转录组(307,679个细胞)；5)临床样本的mIHC验证。

3.1 人类PDAC组织的单细胞和空间转录组图谱

通过跨5个队列的scRNA-seq整合，研究者构建了包含PDAC原发灶、肝转移灶、癌旁和正常组织的细胞图谱，鉴定出9大类细胞群。其中成纤维细胞在原发灶显著富集，而T/NK细胞在癌旁组织更活跃，揭示了PDAC微环境的时空异质性。

3.2 PDAC微环境中细胞组成特征与临床预后关联

GSVA分析发现，成纤维细胞与巨噬细胞/单核细胞(Macro/Mono)的浸润呈正相关，且高浸润与患者不良预后显著相关；而T/NK细胞与B/浆细胞的协同浸润则预示更好生存。

3.3 肿瘤特异性POSTN⁺成纤维细胞和SPP1⁺巨噬细胞

单细胞亚群分析鉴定出6类成纤维细胞亚群，其中POSTN⁺亚群(高表达FN1、MMP11等)在肿瘤组织特异性富集。空间分析显示其与SPP1⁺巨噬细胞(高表达FN1、CCL2)存在显著共定位(R=0.34)，双高表达患者EMT、缺氧等通路激活，预后最差。

3.4 CCL4⁺ CD8⁺效应T细胞和IGHG1⁺ IgG浆细胞

在免疫抑制为主的PDAC微环境中，研究者意外发现CCL4⁺ CD8⁺效应T细胞与IGHG1⁺浆细胞形成的"免疫热点"，这些区域富集细胞杀伤、干扰素-γ响应等通路，患者生存期延长2倍以上。

3.5-3.6 靶点验证与空间定位

mIHC证实POSTN与α-SMA⁺成纤维细胞共定位，SPP1与CD163⁺巨噬细胞共存。Xenium空间分析捕捉到POSTN⁺成纤维细胞包绕胰腺上皮内瘤变(PanIN)病灶的早期事件，以及CCL4⁺CD8⁺T细胞与IGHG1⁺浆细胞的免疫突触样结构。

这项研究首次在空间维度解析了PDAC微环境中"促癌同盟"(POSTN⁺成纤维细胞-SPP1⁺巨噬细胞)与"抗癌联盟"(CCL4⁺T细胞-IGHG1⁺浆细胞)的对抗格局，突破了传统"基质去除"策略的局限，提出了"精准调控基质-协同激活免疫"的联合治疗新范式。特别值得注意的是，研究者发现即使在晚期PDAC中，功能性抗肿瘤免疫细胞仍可检测，这为免疫治疗提供了希望。该成果不仅为PDAC预后分层提供了CCL4/IGHG1这一新型免疫标志物组合，更通过多组学整合建立了肿瘤微环境研究的范式转移。