Cli Can Res | 单细胞水平转移肿瘤免疫微环境的表征

黑色素瘤是一种始于皮肤色素细胞（黑色素细胞）的皮肤癌，与其他类型的皮肤癌相比不太常见，但其严重性在于，如果不及早治疗，它会扩散到其它器官。近75%的患者尸检显示，黑色素瘤已转移至中枢神经系统 (CNS)。

其中，预后最差、病情进展最快的患者是黑色素瘤扩散至软脑膜的患者，软脑膜是覆盖和保护大脑的脑膜的两个最内层（软脑膜黑色素瘤转移，LMM）。

黑色素瘤脑转移 (MBM) 患者对靶向治疗和免疫治疗反应良好，而 LMM 患者往往反应不佳，表明CNS 区室的免疫微环境之间存在差异。

发表在《Clinical Cancer Research》上的一项新研究，通过单细胞RNA测序（scRNA-Seq），探讨了皮肤、大脑、软脑膜或脑脊液（CSF）中26例患者43个黑色素瘤样本中LMM和MBM免疫景观的生物学差异。作者通过免疫组织化学和流式细胞术验证了关键结果，并确定了与总体存活率相关的免疫细胞亚群。

在文章“Single cell characterization of the immune microenvironment of melanoma brain and leptomeningeal metastases”中报告的研究结果提供了重要的新见解，可能会导致改进疗法的发展。

这项研究由Moffitt癌症中心黑色素瘤和皮肤癌卓越中心主任Keiran Smalley博士领导，主要研究MBM和LMM转移微环境的差异。

“我们有点惊讶地发现这两个部位有着如此显著的差异，并且在大脑和皮肤转移灶的免疫成分中看到了更多的重叠。这有点违反直觉，但也可以解释为什么软脑膜的反应与大脑或颅外部位的反应如此不同。”Moffitt癌症中心癌症生理学系助理成员Inna Smalley博士说。

研究人员报告说，LMM 的微环境与脑和皮肤转移瘤的微环境完全不同。LMM具有较高比例的CD4辅助性T细胞和较低比例的CD8效应性T细胞，这表明转移微环境的淋巴区室存在显著差异。

Inna Smalley说：“我们观察到LMM中耗竭或凋亡的T细胞比例最高，增殖的T细胞数量最少，这确实突出了与其他部位相比，这个部位的免疫环境是多么'寒冷’。'冷’肿瘤的特点是缺乏 T 细胞浸润。”

此外，作者还表明，长期存活的 LMM 患者的免疫状况与较差的幸存者不同，与正常的脑脊液相似。

PD-1疗法是一种广泛应用于癌症免疫治疗的检查点阻断方法，可提高长期存活患者脑脊液中T细胞和树突状细胞的水平，而较差的幸存者的免疫细胞水平没有升高。在MBM患者中，PD-1治疗增加了免疫浸润，与皮肤转移瘤中的T细胞转录多样性相似。

研究人员说：“我们不知道化疗会如何影响这些部位的肿瘤微环境，但似乎全身靶向和免疫治疗确实对 MBM 和 LMM 的肿瘤微环境产生了深远的影响。治疗前的标本总体上几乎没有免疫细胞浸润，靶向治疗和免疫治疗都与浸润免疫细胞数量的增加有关。靶向治疗与CD8T细胞与CD4 T细胞的比率增加有关，这在免疫治疗后较少见。同时，免疫疗法刺激了更多样化的淋巴细胞景观，包括更多数量的 B 细胞和浆细胞。”

研究小组发现了一种罕见的树突状细胞群（DC3），这种细胞与总体存活率的增加有关。

研究人员说：“DC3通过激活T细胞积极调节免疫环境，从而产生更强大的抗肿瘤免疫反应。”

在这项研究中使用单细胞方法，使研究团队能够提出他们原本不会想到的问题。

“它让我们不仅能专注于我们认为重要的细胞，而且能够看到肿瘤微环境中存在的一切。例如，我们永远不会知道要寻找 DC3 细胞。此外，由于存在的细胞数量相对较少，因此从 CSF 中采集的患者样本非常难以分析。单细胞分析方法确实给了我们能力和技术敏感性来询问这些罕见的细胞，并从脑脊液中了解这种未充分研究的疾病的生物学，这比手术切除要容易得多。”研究人员说。

软脑膜转移对于晚期患者来说是一种毁灭性的晚期并发症，由于其难以接近，治疗选择很少，对肿瘤及其微环境的可操作性知识也很少。

研究人员说：“我们希望我们的数据能够提供对这些肿瘤生物学的重要见解，并推动这些患者迫切需要的新型治疗方法的临床转化。我们还想说，我们非常感谢那些同意参与这项研究并捐献组织用于研究的患者及其家属。这确实是一种宝贵的资源，我们非常感谢并赞赏他们为消灭癌症所做的奉献。”