文献分享—肿瘤-间质边界的空间组织决定了结直肠癌患者免疫治疗的效果（Stereo-seq）

作者，Evil Genius

今日我们分享文献，山西医科大学和华大合作的文章，非常难得。

目前初步看，华大Stereo-seq发表的文章，不是华大内部做的，就是和华大合作的，基本都花了比较大的代价，分析难度上也比较高。目前华大图像分割的做法也上了云平台，做了华大的可以多研究研究。

越来越感觉，躺平混日子才是王道。

科普

MMR中文意思是DNA错配修复，pMMR的中文意思是错配修复功能完整，是免疫检查中，筛选癌组织蛋白的结果，pMMR显示无蛋白缺失，通常比较难治。

错配修复蛋白检测采用免疫组织化学方法，检测4个常见DNA错配修复蛋白的表达，即MLH1、MSH2、MSH6、PMS2，阳性表达定位于细胞核，其中任何1个蛋白表达缺失，代表阴性，为错配修复功能缺陷，所有4个蛋白表达均阳性，为错配修复功能完整。一般而言，错配修复缺陷相当于高度微卫星不稳定，错配修复功能完整，通常相当于低度微卫星不稳定或微卫星稳定。

基因的功能主要是维持基因组稳定，DNA复制时会产生一些不配对的碱基对，DNA错配修复基因则负责修复这些错配碱基，当错配修复功能缺陷时，细胞就会产生突变表型。对于错配修复功能完整来说，DNA错配修复功能正常，没有蛋白缺失，难以形成新的肿瘤抗原，所以也比较难产生对抗肿瘤的抗体，对免疫治疗药物不敏感，只能通过放疗、化疗、手术治疗来延长生存时间，而且预后较差，复发率也比较高。

知识积累

错配修复（MMR）-缺陷（dMMR）-而非MMR-proficient（pMMR）的结直肠癌（CRC）患者往往受益于免疫检查点阻断（ICB）治疗。

DNA错配修复（MMR）缺陷/微卫星不稳定性高（dMMR/MSI-hi）肿瘤的CRC患者具有高突变负担，并且往往对ICB治疗敏感，而pMMR的患者通常具有低突变负担并且大多数无反应。

分析手段：scRNA-seq和50µm分辨率Stereo-seq综合分析，深入剖析CRC患者ICB反应背后的基因调控程序和细胞-细胞相互作用。

分析一、应用Stereo-seq技术研究ICB治疗的CRC患者的空间转录组图谱

单细胞 + Stereo-seq（bin100）

分析二、dMMR和pMMR肿瘤基质边界显示不同的细胞成分和空间分布

单细胞数据分析，整合bbknn

细胞定义
fibroblasts (COL1A1)
epi/tumor cells (KRT18, EPCAM)
endothelial cells (PECAM1)
Among immune cells, categorized T cells into 10 subclusters, including CD4_CXCL13(CXCL13+CD4+T cells), CD4_Tcm (central memory CD4+T cell),CD4_Treg (regulatory CD4+T cell), CD8_Tcyto (cytolytic CD8+T cell),CD8_Teff(effector CD8+T cell), CD8_Tem (effector memory CD8+Tcell), CD8_CXCL13 (CXCL13+CD8+T cells).
myeloid cells into 8 clusters covering cDC1 (conventional dendritic cell 1), cDC2, plasmacytoid DC (pDC), DC_LAMP3 (LAMP3+ DC), Mac_M1 and Mac_M2 (M1 and M2-like macrophage), Mac_SPP1 (SPP1+
macrophage), monocyte_S100A8 (S100A8+ monocyte) and mast cell

单细胞空间联合分析的方法：RCTD

在肿瘤-基质边界积聚的大多数细胞类型是上皮/肿瘤细胞，其次是dMMR或pMMR中的成纤维细胞。

CD8_Teff、CD8_Tem、CD8_CXCL13、CD4_CXCL13、CD4_Treg、CD4_Tcm、cDC1和DC_LAMP3的免疫细胞亚群在naïve dMMR治疗中与pMMR相比，在肿瘤-基质边界内显示出显著的富集。

分析3、LAMP3+DC和T细胞亚群倾向于在ICB应答者的肿瘤边界积聚

DC和T细胞亚群可能通过趋化途径被招募到ICB应答者的肿瘤-基质边界。

趋化性是介导细胞间相互作用的常见途径之一

DC和内皮细胞之间以及不同T细胞亚群之间通过趋化途径的串扰可能控制DC和T细胞亚群在肿瘤-基质边界的积累，从而有助于更好的ICB反应。

分析四、LAMP3+ DC和表达CXCL13的T细胞之间的并列和相互作用可能与更好的ICB应答有关

空间距离分析

空间通讯分析

LAMP3+ DC可能协同周围环境募集和调节T细胞的多个方面，从而导致dMMR患者抗PD1靶向的应答T细胞数量增加。

分析五、在ICB无应答者中，CAF的可塑性与肿瘤-基质边界的免疫状态相关

肿瘤-基质边界的T细胞排斥可能是pMMR和dSD中ICB低反应的原因之一。

成纤维细胞亚群在肿瘤-基质边界的表型和功能。

分析六、CXCL14+CAFs可能有助于ICB无应答者TME中组织良好的基质结构和T细胞排斥

在治疗的肿瘤边界naïve pMMR中清晰地观察到组织良好的基质结构和更高水平的COL1A1+ CXCL14+细胞，而在dMMR中则没有。COL1A1+ CXCL14+细胞在dSD肿瘤-间质边界的表达频率也高于dPR/ dCR。

CXCL14在ICB耐药中的重要作用，支持靶向CXCL14+ CAFs破坏肿瘤-间质边界的结构屏障可能会提高大多数pMMR crc的ICB治疗效果。

分析7、肿瘤细胞可能通过IHH/PTCH1轴促进CXCL14+CAFs，从而抑制ICB在pMMR结直肠癌患者中的疗效

由于细胞间的近距离通信是驱动细胞分化的关键因素之一，我们接下来将Stereo-seq数据应用到stLearn算法中，该算法在评估中共同考虑了细胞间距离和配体受体表达的贡献。

方法上需要注意的一个地方

生活很好，有你更好