CELL：单细胞测序揭示，药物治疗如何诱导人类肺癌进化
2020-08-22 haibei MedSci原创
异质性是许多生物系统和疾病（如癌症）都具有的属性。癌细胞的生物可塑性是异质性的一种形式，它可以在早期适应癌症治疗，并限制了癌症治疗的精准方法的成功。
肺癌是癌症导致死亡的主要原因，肺癌细胞表现出异质性，使其具有适应性，限制了现有治疗的成功率。
异质性是许多生物系统和疾病（如癌症）都具有的属性。癌细胞的生物可塑性是异质性的一种形式，它可以在早期适应癌症治疗，并限制了癌症治疗的精准方法的成功。除了癌细胞内在的异质性，肿瘤微环境（TME）内的细胞以癌细胞外在的方式进一步促进肿瘤异质性。虽然这些肿瘤微环境和肿瘤异质性已经在许多癌症亚型中得到了表征，但我们对这些特性如何在系统性治疗中纵向演化和相互作用的理解仍然不完整，特别是在转移性肿瘤中。
最近，研究人员在CELL杂志发表了一项研究。其使用单细胞RNA测序（scRNA-seq）的方法对49个样本（45个肺腺癌、1个鳞状细胞癌和3个肿瘤邻近组织[TATs]）进行剖析，这49个样品对应于30名肿瘤患者。
研究人员使用定制的工作流程来分离存活的单细胞，细胞主要来自于小组织样本以及手术切除。样品被分为三个独立的时间点，并进一步按致癌驱动因素进行亚分类。
质控过滤后保留了23,261个细胞的基因表达谱。基因表达归一化后，研究人员进行主成分分析（PCA），并使用基于图的聚类对信息PCA空间（n = 20）的细胞进行聚类。由此产生的细胞簇通过已建立的标记基因被注释为免疫、基质（成纤维细胞、内皮细胞和黑色素细胞）或上皮细胞。上皮细胞(n＝5,581)又被分为一个亚集并重新聚成26个离散的上皮簇。
超过20000个癌症和肿瘤微环境(TME)的单细胞图谱暴露了丰富而动态的肿瘤生态系统，癌细胞的scRNA-seq揭示了临床上检测不到的可靶向癌基因。作为治疗后存活的残余病灶(RD)，癌细胞表达了肺泡-再生细胞的特征，表明治疗诱导的原始细胞状态的转变，而那些存在于治疗中的进展性疾病(PD)的癌细胞则上调了犬尿氨酸、质粒原和间隙连接通路。
研究人员还发现，RD时存在活跃的T淋巴细胞和减少的巨噬细胞，PD时存在免疫抑制细胞状态的特征。
scRNA-seq揭示的生物学特征是独立队列中临床结果的生物标志物。这项研究强调了治疗诱导的转移性癌症多细胞生态系统的适应性如何导致肺癌的临床结果。
原始出处：
Ashley Maynard et al. Therapy-Induced Evolution of Human Lung Cancer Revealed by Single-Cell RNA Sequencing, CELL (2020). DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.07.017
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