文章概述
2024年8月，美国美国西奈山伊坎医学院的Nina Bhardwaj教授团队在《Journal of Experimental Medicine》期刊上发表了题为"Urine scRNAseq reveals new insights into the bladder tumor immune microenvironment"的文章，该研究通过单细胞RNA测序技术(scRNAseq)分析了膀胱癌（BC）患者尿液中的细胞(UDCs)，并将它们与匹配的肿瘤和外周血单个核细胞(PBMC)进行了比较。
相较于传统的取材部位，选择UDCs的优势如下：
膀胱癌与尿液的直接接触，使得尿液中的细胞(UDCs)可能成为监测肿瘤微环境(TME)的替代物； 膀胱癌的免疫治疗研究进展，特别是对免疫检查点阻断(ICB)治疗的反应率低，需要寻找新的生物标志物； 先前的研究已经表明尿液中存在免疫细胞，但缺乏深入的表征。
作者发现UDCs能够检测出在肿瘤中发现的细胞毒性和激活的CD4+ T细胞，耗竭和组织驻留记忆CD8+ T细胞，巨噬细胞，类生发中心B细胞，组织驻留和适应性NK细胞，以及调节性DCs，这些细胞在血液中缺乏或不存在。这些发现表明，膀胱癌UDCs可以作为肿瘤微环境(TME)的替代物，并可能作为治疗生物标志物。
文章内容
1.尿液细胞的组成分析
研究比较了膀胱癌（BC）患者尿液与健康供体（HD）尿液的细胞含量，发现BC患者的尿液细胞数量显著增加，表明尿液中可能含有更多的与肿瘤相关的细胞。
通过单细胞RNA测序技术，研究者能够详细分析尿液中的细胞组成，包括多种免疫细胞群，如髓系细胞、CD4+和CD8+ T细胞、自然杀伤（NK）细胞、B细胞和树突细胞（DCs），以及肿瘤和基质细胞。
2.免疫细胞的转录特征
尿液中的免疫细胞（UDCs）在转录上与肿瘤细胞更为相似，而不是与血液中的细胞相似，这表明尿液中的免疫细胞可能更能反映肿瘤微环境的状态。
3.细胞亚群的鉴定与比较
鉴定了尿液中的多种免疫细胞亚群，并发现它们在尿液和肿瘤中的分布与表达模式与血液中的有显著差异。
特别是，尿液中的细胞毒性和激活的CD4+ T细胞、耗竭和组织驻留记忆CD8+ T细胞、巨噬细胞、类生发中心B细胞、组织驻留和适应性NK细胞，以及调节性DCs在肿瘤中存在但在血液中缺乏或不存在。
此外，尿液中的免疫细胞表现出与肿瘤微环境中相似的代谢应激反应，这表明它们可能经历了与肿瘤相关的特定环境压力，如缺氧、氧化应激和代谢改变等。
（CD4+T细胞）
（CD8+T细胞）
（单核巨噬细胞）
（中性粒细胞）
（NK细胞）
（B细胞）
（DC细胞）
4.纵向评估UDCs捕获BCG诱导的变化
在上面作者横向对比了膀胱癌患者的血液、肿瘤、尿液的数据以后，想要观察纵向采样的UDC是否可以反映局部微环境时间变化，因此作者评估了接受膀胱内BCG治疗前后的BC患者的UDC，包括了治疗开始前（pre-BCG）和每次治疗后1小时（post-BCG）收集的样本，还有治疗第1周（Week 1）的pre-BCG样本，因为这个样本从未接触过BCG，以及治疗第6周（Week 6）的post-BCG样本，代表了治疗过程的最早和最晚时间点。
为了评估BCG诱导的UDC变化，本文对所有BCG前后UDC样本进行了基因差异表达分析。由于没有哪一个UDC亚群有足够的数量，因此这里是纳入所有细胞类型进行的分析。
5.UDC成分在健康供体、NMIBC和MIBC疾病中的变化
对健康供体（HD）、非肌层浸润性膀胱癌（NMIBC）和肌层浸润性膀胱癌（MIBC）患者的尿液样本进行了单细胞RNA测序（scRNAseq）分析，以探究UDCs的组成在不同群体中的差异，揭示了膀胱癌进展过程中尿液细胞组成的动态变化。不过还是因为样本量和数据量的问题，在这里本文仅仅比较了不同组别中存在的细胞类型和它们的相对丰度。
6.UDC单细胞测序允许对膀胱癌患者的尿液分子检测进行细胞解析
最后，作者利用UDC的单细胞测序数据来解析商业化尿液检测方法中的生物标志物的细胞来源。这些检测方法通常基于尿液中的特定蛋白质或RNA生物标志物，用于膀胱癌的诊断和监测。
点评
以上我们介绍了本研究的主要内容和亮点，下面也讨论一下这篇文章的不足之处：
1.由于尿液当中细胞十分稀疏，本文样本量和数据量不足以支撑深入的分析；
2.大量篇幅用在了不同细胞类型的相似甚至重复的分析上；
3.尿液的免疫细胞单细胞测序无疑是一个非常新颖的话题，但是由于尿液具有和膀胱癌直接接触的特性，因此尿液单细胞测序应用在膀胱癌领域符合逻辑，但能否应用在其他肿瘤类型的研究上仍需慎重。
[文献链接]
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38847806/
