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1. 文章发表信息
   发表杂志名称：Molecular Cancer
   影响因子：27.7
   online 时间：2025 年 1 月 6 日

2. 研究概述
   癌症相关成纤维细胞（CAFs）对肿瘤免疫调节作用复杂，尚未完全明晰。本研究对免疫热型和免疫冷型头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）进行单细胞和空间转录组分析，以探究 CAFs 的作用。研究识别出六种成纤维细胞亚群，其中 IL-11 + 炎性（i）CAF 和 CCL19 + 成纤维网状细胞（FRC）样亚群具有免疫调节功能。IL-11 + iCAF 与炎性单核细胞在空间上相关，可被 IL-1β 和 TNF-α 激活；FRC 样细胞在免疫热型 HPV + ve 肿瘤中富集，与 CD4 + T 细胞和 B 细胞相关，受淋巴毒素调节。泛癌分析显示存在多种 “iCAF” 亚群，FRC 样成纤维细胞虽在所有肿瘤类型中频率低，但与免疫治疗良好预后相关。本研究明晰并拓展了免疫调节性 CAFs 的相关研究，凸显了其与重要免疫微环境的联系。

3. 研究结果

HPV+ve HNSCC 常具有免疫热型肿瘤微环境：

对未经治疗的 HNSCC 样本进行单细胞 RNA 测序（scRNA-Seq），并与公开数据集整合，同时进行空间转录组分析和多重免疫荧光染色成像。结果显示，HPV+ve 肿瘤中 CD8+T 细胞、CD4+T 细胞和 B 细胞显著更多（图 1C、D；补充图 1F、G），且存在多种免疫细胞亚群差异，如 CD4 + ICOS + PDCD1+（PD-1）T 细胞、CD4 + 幼稚样 T 细胞簇和 KIT + NK 细胞在 HPV+ve 肿瘤中更常见（补充图 2A、B）。此外，HPV+ve 和 HPV-ve 肿瘤中均有大量成纤维细胞（图 1C；补充图 1G）。总之，HPV+ve HNSCC 常呈现免疫热型肿瘤微环境，但存在异质性，且两种肿瘤类型中都有显著的成纤维细胞存在

HNSCC 的 scRNA-Seq 揭示了不同的炎性成纤维细胞亚群：

基于 lumican 表达鉴定出 HNSCC 中的成纤维细胞，共识别出六个成纤维细胞簇，包括三个肿瘤特异性簇（CAF）和三个在肿瘤及正常组织中均存在的簇。其中，最大的 CAF 簇表达典型的肌成纤维细胞 CAF（myCAF）标记，富含 TGFβ 信号（图 2B；补充图 3G）；炎性 CAF（iCAF）群体高表达炎性细胞因子和 ECM 重塑相关基因，富集缺氧、MAPK、NF-κB 和 TNFα 信号通路（图 2B；补充图 3G）；“proto-CAF” 簇可能代表过渡状态。在正常黏膜中也鉴定出三种成纤维细胞亚型（图 2A；补充图 3C、D、E）。综上所述，HNSCC 中存在多种成纤维细胞亚群，各有其独特的基因表达和功能特征

成纤维细胞表型在免疫热型和免疫冷型肿瘤中存在差异：

根据淋巴细胞丰度对 scRNA-Seq 样本分类，研究发现 FRC 样成纤维细胞在免疫热型肿瘤中显著富集，而免疫冷型肿瘤中 myCAF、iCAF 和 proto-CAF 的丰度更高（图 2D）。这表明不同的成纤维细胞亚群在免疫热型和免疫冷型肿瘤中的分布存在差异

iCAF 和 FRC 样炎性表型的调控：

通过轨迹分析确定了 FRC 样成纤维细胞、myCAF 和 iCAF 的形成谱系（图 2E；补充图 3K）。对 FRC 样谱系的假时间分析显示，其与 NF-κB 信号通路和同种异体排斥相关基因表达增加有关（图 2F；补充表 4）；iCAF 谱系则与 TNF-α 信号通路、上皮 - 间质转化、炎症反应和 JAK-STAT 信号通路相关基因表达增加有关（图 2F；补充表 4）。此外，FRC 样和 iCAF 的转录因子活性存在差异（图 2G）。由此可知，iCAF 和 FRC 样炎性表型受不同的信号通路和转录因子调控

FRC 样成纤维细胞与 B 细胞和 CD4 + T 细胞共定位，存在于 TLS 中并受 LTβR 信号调控：

样本水平的 scRNA-Seq 相关性分析和空间转录组分析表明，FRC 样成纤维细胞与多种 B 细胞亚群、血浆细胞、KIT + NK 细胞和 CD4 + Tfh 细胞正相关，且与 B 细胞和 CD4 + T 细胞共定位，存在于三级淋巴结构（TLS）中（图 3A - C；补充图 6A、B）。MxIF 染色证实了这一结果（图 3D；补充图 6D）。此外，FRC 样成纤维细胞的富集与 TLS 基因特征显著相关（图 3E；补充图 6E），其受 LTβR 信号调控，淋巴毒素可诱导 FRC 样特异性基因表达（图 3G、H）。总之，FRC 样成纤维细胞在 TLS 中与免疫细胞相互作用，并受特定信号通路调控

iCAF 与炎性单核细胞和中性粒细胞共定位：

iCAF 与 CD14+IL1B 炎性单核细胞显著相关，空间转录组分析显示 iCAF 与单核细胞和中性粒细胞共定位，主要位于肿瘤周边（图 4A - C；补充图 6A、B；补充图 8C）。MxIF 染色进一步证实了这一空间关系（图 4D；补充图 8C）。这说明 iCAF 与炎性单核细胞和中性粒细胞在空间上紧密相关

iCAF 受 IL-1β 和 TNF-α 调控：

iCAF 相关的细胞类型中，IL1B 等配体高表达，通过 NicheNet 推断其对 iCAF 有调控潜力（图 4E；补充图 8D、E）。实验表明，IL-1β 和 TNF-α 联合处理可诱导 iCAF 基因表达，单核细胞条件培养基也有类似作用（图 4F - H）。由此可见，iCAF 受 IL-1β 和 TNF-α 调控，且单核细胞可调节 iCAF 表型

泛癌成纤维细胞分析鉴定出保守和半保守的炎性成纤维细胞表型：

生成泛癌成纤维细胞图谱（PCFA），包含七种癌症类型的成纤维细胞。PCFA 揭示了 16 个群体，包括保守和组织特异性亚群（图 5A - E）。HNSCC 的 iCAF 属于 IL11 + CAF 簇，在多种癌症中存在但并非普遍存在（补充图 9A）。通过标签转移发现，IL11 + CAF 在不同癌症类型中与 IL1B + 炎性单核细胞相关（补充图 9C）。这表明不同癌症类型中存在保守和半保守的炎性成纤维细胞表型，且与特定免疫细胞相关

“iCAF” 基因特征凸显不同的正常成纤维细胞和 CAF 群体：

使用 PDAC iCAF 基因特征进行富集分析，发现多个正常和肿瘤样本中的成纤维细胞簇富集该特征（图 6A）。IGF1 + CAF 可能代表文献中常见的 iCAF 表型，而 IL11 + CAF 炎症性更强，主要存在于胃肠道癌症中（图 6B - D）。这说明不同的成纤维细胞群体在 iCAF 基因特征表达上存在差异，可分为不同的 iCAF 表型

FRC 样成纤维细胞在多种癌症中低频存在，与免疫治疗阳性反应相关：

FRC 样细胞在多种癌症中是相对罕见的成纤维细胞群体，但在所有癌症类型中均有存在（图 7A）。在 HNSCC、肺癌和黑色素瘤患者中，高 FRC 样评分与免疫检查点抑制剂治疗后的生存改善相关（图 7C、D）。这表明 FRC 样成纤维细胞虽在癌症中低频存在，但与免疫治疗的良好反应相关

4. 研究总结

本研究通过对免疫热型和免疫冷型 HNSCC 进行单细胞和空间转录组分析，鉴定出六种成纤维细胞亚群，其中 IL-11 + iCAF 和 FRC 样亚群具有免疫调节功能。IL-11 + iCAF 与炎性单核细胞相关，受 IL-1β 和 TNF-α 调控；FRC 样细胞在免疫热型 HPV + ve 肿瘤中富集，与 CD4 + T 细胞和 B 细胞共定位，存在于 TLS 中，受 LTβR 信号调控。泛癌分析揭示了不同癌症类型中炎性成纤维细胞表型的保守性和差异性，且 FRC 样成纤维细胞与免疫治疗良好预后相关，而 IL11 + CAF 在免疫治疗的 HNSCC 患者中与较差的总生存期相关。本研究明确了 HNSCC 中炎性成纤维细胞亚群与免疫细胞微环境的关系，为理解肿瘤免疫和开发新的治疗策略提供了重要依据。

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