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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。
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。
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。

