frontier-banner
Frontiers
Home>Frontiers>

Journal of Thoracic Oncology | 胸膜间皮瘤单细胞多组学研究揭示未定型分子表型与不良预后关联

Journal of Thoracic Oncology | 胸膜间皮瘤单细胞多组学研究揭示未定型分子表型与不良预后关联
--

小赛推荐:

该研究通过整合单细胞RNA测序、空间转录组和多组学分析,首次定义了胸膜间皮瘤中一种新型未定型恶性细胞状态,并揭示其与患者不良预后的显著关联,提出了MEST和MSLN作为新型免疫组化生物标志物。

 

文献概述

本文《Multi-omics, histologic, and scRNA-seq profiling of pleural mesothelioma reveals negative prognosis associated with a novel uncommitted molecular phenotype》,发表于《Journal of Thoracic Oncology》杂志,回顾并总结了基于40例患者、93个样本的多组学整合分析,系统解析了胸膜间皮瘤(PM)的恶性细胞(MC)状态异质性。研究结合单细胞RNA测序(scRNA-seq)、空间转录组、外显子测序、光学基因组图谱和组织病理学,揭示了一种全新的“未定型”MC状态,该状态在双相型肿瘤中富集,并与不良预后显著相关。同时,研究验证了MEST和MSLN作为该细胞状态的免疫组化标志物,为临床风险分层提供了新工具。研究进一步发现MC状态不受克隆限制,提示微环境信号可能驱动表型可塑性,为治疗策略提供了新方向。

背景知识

胸膜间皮瘤是一种与石棉暴露密切相关的侵袭性恶性肿瘤,组织学上分为上皮样(ePM)、双相型(bPM)和肉瘤样(sPM)三种亚型,其预后差异显著。传统分子研究已识别出上皮-间质转化(EMT)和炎症等关键变异轴,但由于使用批量测序技术,难以区分恶性细胞与肿瘤微环境(TME)的贡献。近年来单细胞测序技术的应用开始揭示间皮瘤内部的细胞异质性,但对恶性细胞状态的动态变化及其调控机制仍不充分。特别是,是否存在过渡态或未定型细胞状态,以及其对预后的影响尚不清楚。此外,间皮瘤缺乏可靶向的驱动基因,治疗选择有限,免疫治疗在非上皮样亚型中疗效更佳,提示分子分型的重要性。因此,深入解析恶性细胞状态的分子特征、驱动机制及其与TME的互作,对于改进患者分层和开发新疗法具有重要意义。本研究通过多模态单细胞分析,填补了这一知识空白,提出了新的细胞状态分类体系和潜在治疗靶点。

 

专业的眼科药效学分析平台可提供从眼部注射给药、眼部活体检测、眼部组织取材、病理学分析和基因与蛋白表达分子检测等全流程的眼科药效学分析服务

 

研究方法与实验

研究纳入40例接受根治性胸膜切除术的患者,共收集93个解剖定位明确的样本,包括20例上皮样、13例双相型、3例肉瘤样间皮瘤及对照组织。采用Seq-Well平台进行单细胞RNA测序(scRNA-seq),对266,262个细胞进行测类,通过拷贝数变异(CNV)推断识别恶性细胞。结合批量RNA测序、全外显子测序、光学基因组作图(OGM)、空间转录组(10x Xenium)和空间蛋白组(PhenoCycler)技术,多维度解析肿瘤异质性。构建包含452例患者的组织芯片(TMA),通过免疫组化(IHC)检测MEST和MSLN表达,并进行H评分。使用Cox比例风险模型和Kaplan-Meier分析评估生物标志物的预后价值。

关键结论与观点

  • 研究鉴定出一种全新的“未定型”恶性细胞(MC)状态,其特征是上皮和间质程序表达均较低,该状态在双相型间皮瘤中显著富集
  • 通过拷贝数变异分析发现,同一克隆内可同时存在上皮样、肉瘤样和未定型MC状态,表明MC状态并非克隆限制性,提示表型可塑性可能受微环境调控
  • TGF-β和GAS6-AXL信号通路被识别为潜在的MC状态驱动因子,其中GAS6由TAM和树突状细胞表达,AXL在肉瘤样细胞中高表达,提示微环境与肿瘤细胞间的旁分泌作用
  • MEST和MSLN被验证为未定型和上皮样MC状态的免疫组化生物标志物,MEST高表达与上皮样间皮瘤患者较短总生存期相关,而MSLN高表达则与较长生存期相关
  • 结合MEST和MSLN的IHC检测可有效分层上皮样间皮瘤患者,区分出中位生存期分别为13个月和27个月的高危与低危组,显著优于传统组织学分型
  • 未定型MC状态与特定的肿瘤微环境特征相关,包括TGFBI+成纤维细胞富集和巨噬细胞浸润减少,提示MC状态与TME存在协同演化

研究意义与展望

该研究通过高分辨率多组学分析,重新定义了胸膜间皮瘤的分子分型框架,提出“未定型”MC状态作为新的生物学和临床实体。这一发现挑战了传统基于克隆进化的肿瘤异质性模型,强调了微环境信号在驱动细胞状态转换中的关键作用,为靶向表型可塑性提供了理论基础。MEST和MSLN作为可临床应用的IHC标志物,有望被纳入常规病理评估,提升患者风险分层的准确性,指导个体化治疗决策。

未来研究应进一步探索未定型细胞的发育轨迹和稳定性,验证TGF-β和GAS6-AXL通路作为治疗靶点的潜力。在临床层面,需在更大规模、多中心队列中验证MEST/MSLN分层模型的预后价值,并探索其对免疫治疗响应的预测能力。此外,开发针对未定型细胞或其微环境互作的新型疗法,如AXL抑制剂,可能为高危患者带来新的希望。该研究为间皮瘤的精准医学奠定了重要基础。

 

IND临床申报、抗体药效研究、细胞治疗药效研究、肿瘤疫苗药效研究等肿瘤药效服务;WB、ELISA、H&E染色、免疫组化、免疫荧光分析、流式分析、血液生化分析等体外分析服务

 

结语

本研究通过整合单细胞转录组、空间组学和多模态病理分析,系统揭示了胸膜间皮瘤中一种全新的“未定型”恶性细胞状态,该状态在双相型肿瘤中富集,且与上皮样亚型患者的不良预后显著相关。研究证明恶性细胞状态不受克隆限制,提示其可塑性可能受TGF-β和GAS6-AX1等微环境信号驱动。重要的是,研究验证了MEST和MSLN作为该细胞状态的免疫组化生物标志物,其组合检测可有效分层患者,显著优于传统组织学分型。这些发现不仅深化了对间皮瘤肿瘤异质性的理解,也为临床提供了实用的预后工具和潜在的治疗靶点,推动了间皮瘤精准治疗的发展。未来工作需在独立队列中验证这些生物标志物,并探索靶向未定型细胞状态的治疗策略,以改善患者预后。

 

文献来源:
David T Severson, Samuel Freyaldenhoven, Benjamin Wadowski, Assunta De Rienzo, and Raphael Bueno. Multi-omics, histologic, and scRNA-seq profiling of pleural mesothelioma reveals negative prognosis associated with a novel uncommitted molecular phenotype. Journal of thoracic oncology : official publication of the International Association for the Study of Lung Cancer.
抗体成药性分析工具
抗体药物的开发性风险评估与成药性分析是其研发过程中至关重要的环节,旨在早期筛选出具有临床潜力的候选分子并规避潜在风险。借鉴了之前的工作(TAP工具),我们开发了AbTrimmer。AbTrimmer主要基于表面疏水块(Patches of Surface Hydrophobicity, PSH),表面正电荷块(Patches of Surface Positive Charge, PPC),表面负电荷块(Patches of Surface Negative Charge, PNC),轻重链电荷对称性(Structural Fv charge symmetry parameter, SFvCSP)以及聚集性评分(Aggregation Score)等指标数来评估抗体药物开发的风险,AbTrimmer能够精准量化抗体的疏水性、电荷分布等特征,通过对比临床或上市的治疗性抗体,实现了对抗体分子的风险评估。