《Cell》：单细胞测序揭示复杂的肿瘤微环境

了解肿瘤微环境中的免疫细胞表型，对了解癌症进展和免疫疗法的机制是必不可少的。近日，纪念斯隆凯特琳癌症中心的研究人员在《Cell》杂志上 发表 了一份目录，详述乳腺癌微环境中的免疫细胞表型。

研究人员从 8 名乳腺癌患者的肿瘤样本及配对的正常血液、乳腺和淋巴结样本中获得多个免疫细胞，开展单细胞 RNA 测序实验。之后，他们利用 SEQC 流程和一种名为 “Biscuit” 的计算方法，对这些组织中的免疫细胞进行聚类和鉴定。

这篇论文的通讯作者，纪念斯隆凯特琳癌症中心的 Dana Pe'er 和 Alexander Rudensky 表示：“这份图谱反映了适应性和先天免疫系统在免疫细胞上的多样性，以及与周围组织相关的巨大变化。”

目前，人们采用免疫检查点阻断药物来治疗某些类型的癌症已经取得了一些进展。因此，人们有意梳理肿瘤微环境中的免疫特征，看看调节性 T 细胞（Treg）、效应 T 细胞及其他免疫细胞是促进还是延缓肿瘤生长。

研究人员利用 Illumina 的 HiSeq 2500 测序仪、Droplet Genomics 的芯片，以及定制的 inDrop 单细胞 RNA-Seq 微流体平台，对 47,016 个免疫细胞进行转录组分析。这些细胞来自 8 名从未接受过治疗的原发性乳腺癌患者。他们同时还对配对的正常血液、乳腺和淋巴结组织的免疫细胞进行单细胞 RNA-seq 分析。

研究人员指出，研究对象包括表达雌激素受体（ER）的肿瘤、表达孕激素受体（PR）的肿瘤、表达人表皮生长因子受体 2（HER2）的肿瘤，以及 ER、PR 和 HER2 都不表达的三阴肿瘤。如同预期的那样，他们看到了各种免疫细胞簇，包括单核细胞、巨噬细胞、肥大细胞、T 细胞、B 细胞、树突状细胞和嗜中性粒细胞。

他们总共鉴定出 83 个不同的免疫细胞簇，包括 38 个 T 细胞簇、27 个骨髓谱系细胞簇、9 个 B 细胞簇和 9 个自然杀伤细胞簇。研究人员报告称，大多数的细胞簇（除了其中的 10 个）是不止一名患者所共有的，尽管在肿瘤样本中的表型往往不同。

“尽管 T 细胞和骨髓谱系细胞在肿瘤和正常组织之间表现出相当大的重叠，但是我们在肿瘤中观察到表型异质性的增加和细胞群体的扩增，” 作者写道。他们指出，部分 T 细胞在肿瘤和正常组织中都存在，不过细胞毒性 T 细胞在肿瘤中更丰富，Treg 细胞也是如此。

在一系列后续实验中，研究人员利用 10x Genomics 的方法获得 27,000 多个 T 细胞的 TCR-seq 和 RNA-seq 配对数据并开展分析。他们继续比较了正常组织和乳腺癌组织的免疫组库，发现表型扩增往往发生在乳腺癌微环境中。

“这些观察结果，以及免疫细胞的 RNA-seq 和 TCR-seq 数据集和全面的分析平台，将有助于我们更好地了解免疫细胞促进和延缓肿瘤生长背后的分子机制，” 作者总结道。

原文：Single-Cell Map of Diverse Immune Phenotypes in the Breast Tumor Microenvironment