結(jié)直腸癌作為我國(guó)高發(fā)惡性腫瘤之一，其治療方案一直是研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。目前，對(duì)進(jìn)展期的直腸癌，在術(shù)前進(jìn)行氟尿嘧啶、奧沙利鉑等藥物的輔助化療，即新輔助化療，可顯著降低腫瘤的局部復(fù)發(fā)率、保護(hù)器官功能、減小手術(shù)創(chuàng)傷，同時(shí)避免放療帶來(lái)的毒副作用，部分患者甚至可以達(dá)到臨床完全緩解和免于手術(shù)。然而，新輔助化療對(duì)腫瘤微環(huán)境的影響機(jī)制尚不清楚，腫瘤微環(huán)境和新輔助化療的療效關(guān)系也有待研究。

10月18日，華大生命科學(xué)研究院聯(lián)合中山大學(xué)第六附屬醫(yī)院，在Cell Press出版社旗下的醫(yī)學(xué)子刊《細(xì)胞報(bào)道醫(yī)學(xué)》（Cell Reports Medicine）發(fā)表直腸癌最新研究成果。研究團(tuán)隊(duì)基于華大自主研發(fā)的單細(xì)胞建庫(kù)平臺(tái)DNBelab C4和時(shí)空組學(xué)技術(shù)Stereo-seq，揭示了直腸癌在新輔助化療下，腫瘤微環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化圖譜和耐藥性影響。

Cell Reports Medicine官網(wǎng)截圖

該研究為進(jìn)一步揭示新輔助化療對(duì)腫瘤微環(huán)境的作用機(jī)制提供了重要線索，并為臨床制定有效的治療方案提供了新依據(jù)。本項(xiàng)目中，華大單細(xì)胞技術(shù)和高精度空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)的聯(lián)合使用，對(duì)研究治療前后的微環(huán)境的空間分布和動(dòng)態(tài)變化、細(xì)胞之間的相互作用和信號(hào)調(diào)控，以及推斷細(xì)胞的分化過(guò)程起到了重要作用。

該研究中的樣本、數(shù)據(jù)和主要發(fā)現(xiàn)的示意圖

研究團(tuán)隊(duì)共招募了29例直腸癌患者，在新輔助化療前后分別進(jìn)行取樣，并對(duì)樣本進(jìn)行了單細(xì)胞和空間組的測(cè)序。研究團(tuán)隊(duì)將樣本分為CR（完全緩解）、PR（部分緩解）和NR（無(wú)明顯緩解）三個(gè)分組，通過(guò)進(jìn)行患者治療前后以及不同組別之間的對(duì)照研究，構(gòu)建腫瘤微環(huán)境在新輔助化療前后細(xì)胞圖譜的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，展開(kāi)腫瘤微環(huán)境如何影響治療療效的系統(tǒng)研究。

研究揭示了腫瘤微環(huán)境和新輔助化療之間的復(fù)雜調(diào)節(jié)關(guān)系。一方面，研究團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)新輔助化療對(duì)微環(huán)境中的多種成分產(chǎn)生了重要影響，并和療效相關(guān)。其中，成纖維細(xì)胞（CAF）被顯著重塑，分化出了新的細(xì)胞亞型，對(duì)效應(yīng)T細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞進(jìn)行富集和激活，進(jìn)而抑制腫瘤的進(jìn)展。另一方面，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，微環(huán)境中的另一類CAF細(xì)胞，則會(huì)促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和遷移，產(chǎn)生更差的治療效果。

論文共同第一作者、華大生命科學(xué)研究院秦鵬飛副研究員表示：“通過(guò)結(jié)合華大的單細(xì)胞技術(shù)和時(shí)空組學(xué)技術(shù)，我們得以對(duì)新輔助化療下的腫瘤微環(huán)境進(jìn)行系統(tǒng)全面的研究?？臻g組信息的加入，使得我們?cè)谘芯考?xì)胞的空間分布、相互作用、信號(hào)調(diào)控和細(xì)胞分化等方面，增加了視野的維度、實(shí)現(xiàn)了方法上的改進(jìn)，進(jìn)而獲得了更加準(zhǔn)確和具體的研究結(jié)果?！?/p>

論文共同通訊作者、中山大學(xué)附屬第六醫(yī)院林宏城副主任表示：“近些年的研究表明，新輔助化療對(duì)結(jié)直腸癌表現(xiàn)出了和新輔助放化療類似的治療效果，同時(shí)有效避免了放療引發(fā)的諸多并發(fā)癥，減少了患者的痛苦，因而如何提升新輔助化療的治療效果就變得尤為重要。我們的樣本和研究，為研究腫瘤微環(huán)境和療效之間相互關(guān)系、改進(jìn)治療方案提供了重要的支持和依據(jù)?！?/p>

中山大學(xué)第六附屬醫(yī)院林宏城副主任和任東林主任，華大生命科學(xué)研究院劉石平研究員和吳靚副研究員、華南理工大學(xué)王菊芳教授，為該論文的共同通訊作者。華大生命科學(xué)研究院秦鵬飛副研究員、博士研究生王宇航、算法開(kāi)發(fā)工程師黃可、中山大學(xué)博士后陳華顯和黃亮主任為該論文的共同第一作者。x

該項(xiàng)目得到廣東省自然科學(xué)基金杰出青年項(xiàng)目(No.2022B1515020003)、國(guó)家自然科學(xué)基金(No.82174369和81973847)、廣東省自然科學(xué)基金(No.2020A1515011254)、廣州地區(qū)臨床高新重大和特色技術(shù)項(xiàng)目(No.2023P-GX09)、白求恩慈善基金會(huì)(No.zllcaxw-14)、華大研究院開(kāi)放基金項(xiàng)目(No.BGIRSZ20210005)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（No.2021YFA0805100和2021YFC2501900）、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金會(huì)(No. 2021A1515110832)等基金的支持，同時(shí)也得到了國(guó)家基因庫(kù)（www.cngb.org）的支持。該項(xiàng)目嚴(yán)格遵照倫理規(guī)范開(kāi)展，相關(guān)數(shù)據(jù)已完成中國(guó)人類遺傳資源信息開(kāi)放使用備案。

原文鏈接：

https://www.cell.com/cell-reports-medicine/fulltext/S2666-3791(23)00408-1

編輯：李麗