STTT！北京大学揭示了小细胞肺癌的肿瘤异质性

小细胞肺癌(Small-cell lung cancer, SCLC)是肺癌中最具侵袭性和致死性的一种亚型，目前急需对其生物学方面的研究。单细胞测序技术提供了一个机会来分析肿瘤微环境(TME)中的单个细胞，并研究它们在致瘤过程中的作用。

2022年10月5日，北京大学汤富酬及中国医学科学院/北京协和医学院王洁共同通讯在Signal Transduction and Targeted Therapy（IF=38）在线发表题为“Single-cell transcriptomic profiling reveals the tumor heterogeneity of small-cell lung cancer”的研究论文，该研究通过单细胞转录组谱揭示了小细胞肺癌的肿瘤异质性。该研究对来自11例SCLC患者的原发肿瘤(PTs)和匹配的正常相邻组织(NATs)的约5000个单个细胞进行了高精度单细胞转录组学分析，其中包括1例PT和复发肿瘤(RT)患者。比较发现了人类SCLC的免疫抑制景观。

SCLC肿瘤中的恶性细胞表现出不同的状态，主要与细胞周期、免疫和缺氧特性有关。该研究数据还揭示了SCLC中关键转录因子(TFs)的瘤内异质性(ITH)以及相关基因的表达模式和功能。SCLC中非神经内分泌(non-NE)肿瘤与炎症基因特征和免疫细胞浸润增加相关，这有助于对免疫检查点抑制剂产生更好的反应。总之，这些发现表明了人类SCLC的显著异质性，以及癌细胞和TME之间在单细胞分辨率上的密集交互，因此，为更好地理解SCLC的生物学以及开发SCLC的新疗法奠定了基础。

另外，2022年7月12日，北京大学汤富酬团队在Nucleic Acids Research（IF=19）在线发表题为“De novo assembly of human genome at single-cell levels”的研究论文，该研究使用单细胞基因组长读长测序技术（SMOOTH-seq），在 PacBio HiFi 和 Oxford Nanopore Technologies（ONT）平台上对 K562 和 HG002 细胞进行了测序，并进行了从头基因组组装。该研究首次在单细胞水平上完成了具有高连续性的人类基因组组装（使用 95 个单独的 K562 细胞，NG50 约为 2 Mb），并探索了不同组装器和测序策略对基因组组装的影响。借助 ONT 平台上 30 个基因组覆盖率相对较高（平均覆盖率 ∼41.7%）的二倍体 HG002 细胞的测序数据，NG50 可以达到 1.3 Mb 以上。此外，利用来自 K562 单细胞数据集的组装基因组，可以识别更完整和准确的插入事件集和复杂的结构变异。总之，该研究开启了单细胞基因组从头组装实践的新篇章。

小细胞肺癌(SCLC)是一种极具侵袭性的恶性肿瘤类型，其特点是生长迅速、早期发展，为广泛转移和获得性放疗和化疗耐药。在过去的几十年里，由于预后不良和治疗进展甚微，它被指定为一种顽固性恶性肿瘤。最近，通过将免疫检查点抑制剂合并到化疗中，SCLC的治疗取得了初步的里程碑。然而，临床益处有限，总体生存期略有改善，只有少数患者从这些基于免疫的治疗中受益。目前，还没有可靠的生物标志物，如肿瘤突变负担(TMB)和程序性细胞死亡配体1 (PD-L1)表达，可以准确预测临床结局。最近对SCLC的分子研究仅取得了有限的临床进展，这凸显了对这种顽抗恶性肿瘤的进一步了解的迫切需要。

虽然SCLC一直被认为是一种基因同质的恶性肿瘤，TP53和RB1几乎普遍缺失，但最近的8项转录组分析研究表明，分子亚型的分类基于ASCL1、NEUROD1、POU2F3、YAP1和其他关键转录因子(TFs)的相对表达。此外，这些亚型已被证明可以介导不同的脆弱性和治疗靶点，从而促进了亚型特异性药物筛选和临床治疗研究的发展。尽管取得了大量的成果，但这些研究大多集中在肿瘤细胞体水平的瘤间异质性上，限制了对SCLC肿瘤微环境(TME)中肿瘤内异质性(ITH)和不同细胞组分之间相互作用的探索。大量证据表明恶性和非恶性细胞之间的ITH及其在TME内的相互作用对肿瘤生物学和治疗反应的不同方面至关重要。

SCLC的免疫图谱（图源自Signal Transduction and Targeted Therapy ）

单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术提供了一个机会来分析TME中的细胞成分，并研究它们在肿瘤发生和发展中的作用。与仅提供平均值的标准体群体测序相比，scRNA-seq允许对复杂群体中的所有细胞类型进行分子区分，包括TME中的恶性细胞，免疫细胞和基质细胞。此外，这些细胞类型的ITH以及这些多细胞组分之间的相互作用也可以通过scRNA-seq进一步研究。

然而，虽然scDNA-seq和scATAC-seq方法可以应用于存档标本，但大多数scRNA-seq方法需要新鲜组织中的活细胞悬液，并且由于缺乏SCLC手术标本而受到阻碍。虽然已经对大多数癌症类型进行了单细胞转录组分析，但对于匹配的原发肿瘤(PTs)、肿瘤附近的正常肺组织(NATs)和人类SCLC的复发肿瘤(RTs)，仍然没有scRNA-seq研究。

该研究通过单细胞转录组谱揭示了小细胞肺癌的肿瘤异质性。该研究对来自11例SCLC患者的原发肿瘤(PTs)和匹配的正常相邻组织(NATs)的约5000个单个细胞进行了高精度单细胞转录组学分析，其中包括1例PT和复发肿瘤(RT)患者。比较发现了人类SCLC的免疫抑制景观。

SCLC肿瘤中的恶性细胞表现出不同的状态，主要与细胞周期、免疫和缺氧特性有关。该研究数据还揭示了SCLC中关键转录因子(TFs)的瘤内异质性(ITH)以及相关基因的表达模式和功能。SCLC中非神经内分泌(non-NE)肿瘤与炎症基因特征和免疫细胞浸润增加相关，这有助于对免疫检查点抑制剂产生更好的反应。总之，这些发现表明了人类SCLC的显著异质性，以及癌细胞和TME之间在单细胞分辨率上的密集交互，因此，为更好地理解SCLC的生物学以及开发SCLC的新疗法奠定了基础。

https://www.nature.com/articles/s41392-022-01150-4