Page 123 - 南京医科大学学报自然科学版
P. 123
第43卷第6期 张雯晴，田书凝，冯振卿. 单细胞RNA测序技术在非小细胞肺癌研究中的应用［J］.
2023年6月 南京医科大学学报（自然科学版），2023，43（6）：864-870 ·865 ·
瘤学领域的研究和治疗格局，以免疫检查点阻断为 个复杂的综合系统。肿瘤细胞与 TME 内基质细胞
［4］
代表的免疫疗法有着显著的临床反应 。近年来针 的相互作用不仅影响肿瘤的生长，还影响肿瘤的侵
对程序性细胞死亡受体 1（programmed cell death 1， 袭和预后 ［21-22］ 。肿瘤细胞缺乏均一性，进一步导致
PD1）/程 序 性 细 胞 死 亡 配 体 1（programmed cell 肺癌的靶向治疗难度加大。scRNA⁃seg可以有效识
death ligand 1，PD⁃L1）的免疫检查点阻断剂（im⁃ 别和描述 TME 内细胞的变化和特殊类型的细胞亚
mune checkpoint blockade，ICB）在治疗多种类型人 群，从而有助于改善肿瘤治疗效果和评价转归预后。
类肿瘤方面取得了较好的临床疗效 ［5-6］ ，多种抗 研究人员分别从拷贝数变异（copy number vari⁃
PD⁃1/PD⁃L1 抗体药物已被美国食品药品监督管理 ation，CNV）和基因表达谱（gene expression profile，
局（food and drug administration，FDA）批准用于晚期 GEP）两个维度解析 NSCLC 的异质性，把肺腺癌
［7］
NSCLC 患者的二线治疗 。表皮生长因子受体 （lung adencocarcinoma，LUAD）患者和肺鳞形细胞癌
（epidermal growth factor receptor，EGFR）激酶反复突 （lung squamous cell carcinome，LUSC）患 者 分 成
变 以 及 间 变 性 淋 巴 瘤 激 酶（anaplastic lymphoma LUADm（腺癌有突变）、LUADn（腺癌无突变）和
kinase，ALK）融合的发现，也给NSCLC患者的治疗带 LUSCn（鳞癌无突变）3组进行分析，发现LUSC患者
来了显著变化 ［8-9］ 。虽然靶向治疗改善了部分NSCLC 的肿瘤细胞在降维分析后形成了多个特异性聚类，
患者的临床预后，但其 5 年生存率仍低于 20%。对 提示LUSC的癌细胞异质性高于LUAD；此外免疫细
于无敏感基因突变的肺癌患者，靶向药物疗效不 胞在样本中的差异也很大，LUAD 样本显示强烈的
佳、预后不良，且耐药性限制了这些药物的临床治 炎性微环境，T 细胞几乎占 50%。除此之外 NSCLC
疗效果 ［10］ 。因此，寻找肺癌新的分子靶点、了解 的异质性还体现在肺上皮细胞，肺上皮细胞聚类分
NSCLC的耐药机制对于促进肿瘤的免疫治疗、改善 析揭示了两个不同的Ⅱ型肺泡上皮细胞（alveolar
患者的生存预后至关重要。 type 2 cell，AT2）簇，其中，相比AT2⁃2细胞，AT2⁃1细
高 通 量 单 细 胞 RNA 测 序（single⁃cell RNA 胞高表达 CEACAM6、KITLG、FOXC1 等促进细胞增
sequencing，scRNA⁃seq）数据统计分析改变了以往人 殖迁移的基因，意味着可向恶性肿瘤转化。研究还
们对细胞研究的方式。细胞生活在一个动态环境 揭示了肿瘤异质性与肿瘤中性粒细胞的相关性，细
中，与周围环境相互作用、相互影响。主成分分析 胞组成和肿瘤亚型的关联分析发现中性粒细胞在
（principal component analysis，PCA）可以识别已知和 LUSC 中的浸润比例更高，且表现出一定的髓样抑
未知的细胞簇；在二维投影归一化基因表达谱后， 制 细 胞（myeloid derived suppressor cell，MDSC）特
进行细胞层次重建；以单细胞基因表达数据推断细 征，如表达人类多形核髓样抑制细胞（polymorphonu⁃
胞特异性基因调控网络，并结合单细胞拟时序分 clear MDSC，PMN⁃MDSC）的标志物 LOX⁃1，体现了
［23］
析，从而可以在二维空间中聚类基因表达信息。 肿瘤浸润中性粒细胞功能的多样性和复杂性 。
scRNA⁃seq数据统计分析有3个方向，分别为细胞类 肿瘤相关中性粒细胞（tumor⁃associated neutro⁃
型鉴定、推断基因调控网络以及细胞层次结构的重 phil，TAN）的增加与NSCLC的恶性进展和预后不良
构。近年来，scRNA⁃seq 技术已被广泛应用于多种 有关这一结论在其他肺癌研究中也得到证实，并提
癌症的发生发展机制研究，包括皮肤黑色素瘤 ［11］ 、 示中性粒细胞浸润受肿瘤内在驱动机制调控。研
［12-13］ ［14-15］ ［16］
NSCLC 、肝细胞癌 、基底细胞癌 、结直肠 究人员构建了一种转录因子 Sox2 过表达而肿瘤抑
癌 ［17-18］ 和乳腺癌 ［19］ 等。这些研究全面描绘了肿瘤异 制因子 Lkb1 丢失的 NSCLC 小鼠模型（SL 小鼠），接
质性图谱；发现了肿瘤免疫特征、不同的免疫抑制人 着在 SL 小鼠中敲除 Nkx2⁃1 构建 SNL 小鼠，发现在
群、较少定义的免疫细胞亚群以及肿瘤相关信号转导 SNL小鼠内耗尽TAN可减少鳞状细胞癌的发生，这表
网络；鉴定了驱动耐药性、预测转移风险和介导可塑 明TAN与鳞状细胞癌的发生密切相关 ［24-25］ 。既往研
［20］
性的细胞群等 。本文将scRNA⁃seq 在NSLCL中的 究显示中性粒细胞多、瘤内异质性高这两个因素是
应用和研究进展进行综述。 肺癌免疫治疗效果不好的独立指标，中性粒细胞数量
和肿瘤异质性可能是肺癌免疫治疗呈现差异的关键
1 揭示NSCLC微环境
因素 ［26-27］ 。
肿瘤微环境（tumor microenvironment，TME）是 Lambrechts 等 ［28］ 利用 scRNA⁃seq 验证了 NSCLC
肿瘤细胞与周围组织、基质细胞相互作用形成的一 基质细胞之间存在很强的个体间差异，并对内皮细
