Cancer Cell |多组学空间分析:肿瘤微环境的临床转化新视角

学术   2024-12-04 18:05   北京  

【CMT&CHTV 医学前沿·临床经典】


导语:近期,一篇发表在Cancer Cell上的综述探讨了多组学空间分析在肿瘤微环境研究中的应用,并评估其在临床治疗中的潜在价值。

肿瘤微环境(TME)的复杂是肿瘤治疗中的一大挑战,传统的组织病理学技术,如显微镜检查和免疫组化(IHC),主要在肿瘤的诊断和分类中发挥了作用,无法提供肿瘤内部细胞间相互作用和分子事件的全面视图。随着分子生物学技术的进步,尤其是单细胞测序技术的出现,我们对肿瘤的分子异质性有了更深入的认识,但仍欠缺细胞的空间位置信息。近年来, 多组学空间分析的出现和发展,如空间转录组学和多组学空间分析,能够将分子层面的分析与细胞的空间位置信息相结合。通过在组织切片上原位地测量和映射基因表达和其他分子标志物,使得我们能够直观地观察到肿瘤微环境中细胞的空间分布和相互作用,从而更好地理解肿瘤的生物学特性和治疗响应。

这种整合分子分析与微环境特征的多组学空间分析,有望弥合传统组织病理学与现代分子生物学之间的鸿沟,还能够揭示细胞间的相互作用和通讯,这对于理解肿瘤的发展、侵袭、免疫逃逸以及对治疗的响应至关重要,能为肿瘤的诊断、预后评估和个性化治疗提供更加精确的依据。

2024年10月,Cancer Cell杂志发表了题为“Spatial oncology: Translating contextual biology to the clinic ”的综述,探讨了 多组学空间分析在肿瘤微环境研究中的应用,并评估其在临床治疗中的潜在价值。


研究是一项综合性的综述研究,旨在评估空间分析技术在肿瘤学中的应用前景。通过分析现有的多组学空间分析,如空间转录组学和多组学空间分析,探讨了这些技术在临床样本中的应用情况。研究重点包括细胞间相互作用、微环境组成、组织重塑以及免疫逃逸和治疗抗性。此外,研究还关注了多组学空间分析在临床相关特征表征中的作用,如神经周围侵袭、三级淋巴结构和肿瘤-基质界面。


01

内容概述


研究结果表明,多组学空间分析能够揭示肿瘤微环境中的细胞间相互作用和组织结构,这对于理解肿瘤的免疫逃逸和治疗抗性至关重要。例如,通过空间转录组学分析,研究人员能够识别出与免疫治疗反应相关的特定免疫细胞亚群,以及与治疗反应性相关的空间生物标志物。此外,研究还发现,肿瘤微环境中的特定细胞状态和空间组织结构与患者的预后和治疗反应密切相关。这些发现为开发新的治疗策略和预测治疗效果提供了重要信息。

  细胞间相互作用


研究中,通过多组学空间分析揭示了肿瘤微环境中细胞间相互作用的复杂性。例如,通过空间转录组学分析,研究人员能够识别出与免疫治疗反应相关的特定免疫细胞亚群(图2)。这些亚群包括在免疫抑制肿瘤中高表达免疫抑制配体的M2型巨噬细胞,以及在免疫炎症肿瘤中高表达免疫激活配体的细胞。这些发现为理解肿瘤微环境中的免疫调节提供了新的视角,并可能指导未来的免疫治疗策略。

图2  多组学空间分析识别TME中的多细胞相互作用

  肿瘤微环境组成的空间特征


研究结果还显示了肿瘤微环境组成的空间特征。通过分析,研究人员发现肿瘤内部存在不同的细胞状态层,如缺氧区域、免疫和血管生成相关的区域,以及神经发育相关的区域。这些区域的存在揭示了肿瘤内部的异质性,并可能影响肿瘤的进展和对治疗的响应。

组织重塑与治疗抗性

在组织重塑和治疗抗性方面,研究结果表明,肿瘤细胞通过改变微环境来促进自身的侵袭和治疗抗性。例如,肿瘤细胞在肿瘤侵袭前沿(TIF)表达上皮-间质转化(EMT)相关基因,并与免疫抑制微环境相互作用。这些发现为开发针对肿瘤侵袭和治疗抗性的新疗法提供了潜在的靶点。

  空间生物标志物的识别


研究中识别出的空间生物标志物为预后和治疗反应提供了重要信息。例如,三级淋巴结构(TLS)的存在与更好的预后和对免疫治疗的反应相关。此外,肿瘤核心与边缘区域的基因表达差异也与患者的预后相关。这些生物标志物的发现为临床诊断和治疗提供了新的工具。

图3 多组学空间分析的临床应用


02

总结讨论


研究者强调了空间分析技术在肿瘤学中的转化潜力。通过将分子信息与组织背景相结合,这些技术不仅能够揭示肿瘤的复杂性,还能够为临床决策提供精确的分子和空间信息。尽管这些技术在临床应用中仍面临挑战,如成本、生物信息学工具的开发和高通量工作流程的需求,但它们的发展前景令人振奋。未来的研究将进一步探索这些技术在临床治疗中的应用,并评估其对患者护理的潜在影响。随着技术的不断进步和成本的降低,预计这些技术将在未来的肿瘤治疗中发挥越来越重要的作用,为患者提供更精准的治疗方案。

参考文献
GONG D, ARBESFELD-QIU J M, PERRAULT E, et al. Spatial oncology: Translating contextual biology to the clinic. Cancer Cell. 2024; 42(10): 1653-1675. DOI:10.1016/j.ccell.2024.09.001.

“医学论坛网”发布医学领域研究成果和解读,供专业人员科研参考,不作为诊疗标准,使用需根据具体情况评估。

编辑:且行
二审:耳东
三审:清扬
排版:半夏
封面图源:Pexels


医学论坛网肿瘤号
医学论坛网肿瘤发送国内外肿瘤相关的前沿资讯、学术进展、病例讨论等内容,是肿瘤医生学习交流的平台。
 最新文章