文献阅读分享｜单细胞分析显示腹水与卵巢癌原发和转移肿瘤生态系统的重塑有关

作为一种异质性疾病，卵巢癌(OC)是最致命的妇科恶性肿瘤，占女性癌症死亡的5%。OC是一种异质性疾病，由具有不同组织学亚型、分子生物学和微环境特征的恶性肿瘤组成，影响其治疗反应和临床结果。由于肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）的比例和质量不同，OC亚型通常对免疫治疗表现出不同的反应。因此，探究表征OC的肿瘤微环境(TME)是非常必要的。

2023年7月，北京大学和上海交通大学的研究人员在Nature cancer上发表了“Single-cell analyses implicate ascites in remodeling the ecosystems of primary and metastatic tumors in ovarian cancer.”的研究论文，描绘了OC生态系统的单细胞景观，提供了女性恶性腹水生态系统的整体观点，并为其与肿瘤组织的联系提供了有价值的见解，为OC疗效评估和治疗耐药性的潜在标记铺平了道路。

单细胞mRNA测序(scRNA-seq)是表征多种恶性肿瘤中不同细胞群的细胞特征和动态关系的有力工具，为了阐明卵巢癌中细胞组成的复杂性，研究人员利用scRNA-seq分析了来自14例晚期卵巢癌患者的包括原发灶、转移灶、腹水、外周血以及盆腔淋巴结在内5个部位共39个样本。

图1. scRNA-seq 分析

通过对单细胞转录组和TCR数据的综合分析，鉴定了多个具有不同分布模式的T细胞群，并揭示了OC中T细胞从腹水到肿瘤部位的独特动态。发现在肿瘤组织中主要富集耗竭T细胞(Tex)及调节性T细胞(Treg)等免疫抑制型T细胞，而腹水中富集的则多为效应T细胞(Teff)和记忆T细胞(Tcm/Tem)。

图2 HGSOC 中 T 细胞聚类的表征和 CD8 + T 细胞的动态

图3 HGSOC 中 CD4 + T 细胞的特征和动态

接着，研究人员发现腹水和肿瘤组织中巨噬细胞的功能表型和发育存在异质性，该发现对于卵巢癌患者恶性腹水的免疫治疗具有重要意义。

图4 图HGSOC 中肿瘤富集和腹水富集的巨噬细胞的两种不同功能状态

图5 HGSOC中两种不同来源的肿瘤富集和腹水富集巨噬细胞

然后，研究人员通过对HGSOC 基质细胞进行聚类分析，以及进一步研究了反应性和非反应性患者腹水微环境的不同组成，发现免疫激活的MAIT细胞可能有助于患者从化疗中受益，而无反应患者腹水中的MAIT细胞更有可能功能失调。进而发现腹水中活化的MAIT细胞水平可能是对化疗有效反应的有用且无创的预测指标。

图6 腹水中的MAIT细胞预测HGSOC患者的化疗效果

本项研究通过scRNA-seq描绘了卵巢癌的单细胞图谱，比较了五个肿瘤相关部位的独特细胞组成，揭示了腹水可以重塑卵巢癌原发性和转移性肿瘤的生态系统，将恶性腹水中的MAIT和树突状细胞以及原发肿瘤中的两个内皮细胞亚群作为铂类化疗反应的预测生物标志物。这些发现为了解恶性腹水的特点提供了一定的见解以及肿瘤腹水的免疫治疗策略提供一个重要的思路。

文献链接：https://www.nature.com/articles/s43018-023-00599-8