空间肿瘤学，又上干货!

学术 2024-11-28 00:06 四川

麻省总医院放射肿瘤科系统生物学中心、癌症研究中心、麻省理工学院和哈佛大学博德研究所的大佬们推出一篇优质综述《空间肿瘤学：将情境生物学转化为临床应用》，探讨了空间肿瘤学在癌症研究和临床应用中的相关内容，包括空间技术的发展历史、在肿瘤微环境中治疗性靶向细胞相互作用、空间生物标志物以及临床整合等。上车上车。

一、背景

自两百年前首次运用光显微镜研究肿瘤以来，癌症在实验室研究和临床诊断中主要依赖组织的组织学切片检查，通过标记特异性和形态学染色来观察癌细胞和TME。随着下一代测序（NGS）技术兴起，癌症诊断技术和肿瘤靶向治疗取得了快速发展。空间分子谱技术的出现，填补了当前癌症研究中分子信息与临床应用之间的转化空白。尽管技术不断发展，但在临床实践中面临着诸多挑战，如前瞻性临床验证研究的需求、生物信息学工具在处理复杂数据集方面的不足等。

二、空间技术在肿瘤学中的发展史

原位癌症诊断：临床常规的 H&E 染色及 IHC、FISH 等特殊染色可用于肿瘤病理诊断、分期、预后评估等。特定组织学检测可作为伴随诊断指导治疗选择。

分子多重检测进入临床：传统批量肿瘤分析方法有局限性，单细胞测序虽能揭示肿瘤微环境异质性，但在临床应用中存在问题，如组织样本需求大、缺乏空间背景等。空间分辨多重检测技术可弥补这些不足。

商业空间分析系统：成像和测序是主要技术手段，检测对象主要为 RNA 和蛋白质，不同平台各有优缺点，需考虑实验参数和实际因素。

（商业空间技术平台示意图如下）

三、TME中细胞相互作用的治疗性靶向

多细胞生态系统的邻域分析：可用于表征细胞组成和空间环境，识别肿瘤组织中可靶向的机制、特定区域及架构模式，解释肿瘤异质性，为治疗提供新思路。

介导配体-受体相互作用推断：配体-受体相互作用对肿瘤细胞生存、增殖和免疫逃逸等至关重要，整合空间和单细胞数据可推断相关相互作用，计算分析工具可提供更全面的配体-受体相互作用景观。

肿瘤-基质界面的治疗靶点：肿瘤相关成纤维细胞（CAFs）在TME中具有促进肿瘤细胞增殖、侵袭和耐药的作用，空间工具可用于剖析其在肿瘤组织中的分布和作用机制。深入理解肿瘤-免疫细胞相互作用对优化治疗至关重要，相关研究揭示了肿瘤免疫微环境的复杂性及潜在治疗靶点。肿瘤与神经的相互作用影响肿瘤发展和患者预后，相关研究表明其具有潜在治疗价值，但具体机制仍需深入研究。

四、空间生物标志物

预测免疫治疗反应：免疫细胞的空间组织特征与免疫治疗预后和反应相关，复杂的空间评分系统可能更好地预测临床结果，巨噬细胞子集也对预测临床结果重要。

免疫细胞的空间组织作为预后和治疗反应的生物标志物：三级淋巴结构（TLS）等免疫细胞的空间组织与预后和免疫治疗反应相关，空间转录组学有助于识别 TLS 及理解其相关生物学过程。

肿瘤侵袭前沿的识别：空间生物学有助于识别和表征肿瘤侵袭前沿（TIF）的细胞相互作用，TIF 细胞表达特定基因且受周围微环境影响，其基因表达程序具有预后价值，基于转录组的工具可改善 TIF 的界定。

五、临床整合

理想临床空间平台的标准：样本兼容性（工作中样本的一般制备方法需兼容，如福尔马林固定石蜡包埋标本）、易用性（不同空间平台的试剂仪器需减少操作复杂性，提高易用性）、通量（提高通量）、plex和分辨率（能灵活调整plex和分辨率）、成本。

空间肿瘤学的临床应用推进：与现有流程的结合（如肿瘤样本可分为两份，一份进行H&E染色用于病理诊断，另一份进行空间分析）、重视人员角色（如病理学家提供组织注释、细胞类型识别和肿瘤分级评估等专业信息，生物信息学家负责处理和分析空间数据）。

空间工作流程标准化：优化并标准化工作流程、标准化试剂与样本处理（如对于FFPE样本，应注意甲醛固定时间和样本块年龄等因素，以保证RNA完整性）。

六、思考

这篇文章创新之处相当多，比如技术整合创新（多组学与空间信息融合、新兴技术的应用），生物标志物发现创新（空间生物标志物的鉴定、生物标志物的空间背景依赖特性）、临床应用策略创新（提出临床整合策略、强调跨学科协作的重要性），学到了学到了。

芒果师兄

1.生信技能和基因编辑。2.论文发表和基金写作。3. 健康管理和医学科研资讯。4.幸福之路，读书，音乐和娱乐。

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