題目：Single-cell spatial transcriptomics uncovers niches that govern response to PD-1/PD-L1 blockade in cutaneous squamous cell carcinoma
期刊：Journal for ImmunoTherapy of Cancer
影響因子：10.6
DOI：10.1136/jitc-2025-014067

文章背景

新輔助PD-1/PD-L1阻斷治療在晚期皮膚鱗狀細胞癌（cSCC）中已顯示出顯著療效，例如II期研究中約50%的患者可達到病理完全緩解（pCR），但仍有相當比例患者無法獲得完全或主要病理緩解�，F(xiàn)有手段預測能力有限，而關(guān)于治療前后腫瘤組織空間轉(zhuǎn)錄組變化的系統(tǒng)性比較仍然缺乏。因此作者通過單細胞分辨率的空間轉(zhuǎn)錄組學CosMx SMI技術(shù)，系統(tǒng)刻畫cSCC在PD-1/PD-L1阻斷治療前后腫瘤微環(huán)境的空間結(jié)構(gòu)，揭示影響療效的空間生態(tài)位（spatial niches）及其潛在耐藥機制。

研究技術(shù)

研究收集了27例cSCC患者，包括5例NCT04154943試驗、19例NCT04710498試驗及3例非試驗患者。選取治療前（baseline）、1劑治療后（post-dose）以及3–4劑治療后（手術(shù)標本）的腫瘤組織樣本，制作1.7mm組織芯微陣列（TMA），并采用NanoString CosMx平臺進行RNA單細胞空間分子成像。

CosMx SMI空間分子成像

文章結(jié)論

1.六種空間生態(tài)位揭示療效相關(guān)的組織結(jié)構(gòu)差異
基于每個細胞50個最近鄰的基因表達譜進行主成分分析（PCA）和無監(jiān)督聚類，得到6種空間生態(tài)位：
1、高抗原呈遞生態(tài)位 high antigen presentation niche
2、B/漿細胞富集生態(tài)位 B/plasma cell enriched niche
3、炎癥型角質(zhì)形成細胞生態(tài)位 inflammatory keratinocyte niche
4、增殖型角質(zhì)形成細胞生態(tài)位 proliferative keratinocyte niche
5、低抗原呈遞髓系生態(tài)位 low antigen presentation myeloid niche
6、富含成纖維細胞的EMT生態(tài)位 fibroblast-rich EMT niche

在治療前的基線樣本中，作者發(fā)現(xiàn)不同患者腫瘤內(nèi)部的空間生態(tài)位構(gòu)成存在明顯差異。應答者的腫瘤中，更常見的是高抗原呈遞生態(tài)位、B/漿細胞富集生態(tài)位以及炎癥型角質(zhì)形成細胞生態(tài)位；而非應答者則更多呈現(xiàn)增殖型角質(zhì)形成細胞生態(tài)位、低抗原呈遞髓系生態(tài)位和成纖維細胞富集的EMT生態(tài)位。作者進一步將前三類生態(tài)位定義為有利生態(tài)位，并計算其在腫瘤中的比例用于預測療效。結(jié)果顯示，該指標在區(qū)分應答者與非應答者時的AUC為0.782，高于傳統(tǒng)基線PD-L1陽性比例的AUC（0.694），提示空間生態(tài)位比例在預測療效方面優(yōu)于單純PD-L1狀態(tài)。

空間生態(tài)位差異預測免疫治療反應

2.免疫治療應答伴隨更顯著的轉(zhuǎn)錄程序擾動

作者比較了治療前后基因通路整體變化情況，發(fā)現(xiàn)真正對免疫治療產(chǎn)生病理應答的患者，在接受一次PD-1/PD-L1治療后，腫瘤內(nèi)部的轉(zhuǎn)錄程序發(fā)生了更大幅度的重塑（45個Hallmark基因集中有17個顯著改變），而非應答者僅有極少數(shù)通路發(fā)生變化。應答者表現(xiàn)出氧化磷酸化、糖酵解及IFN-γ響應通路的上調(diào)，而非應答者在治療前已存在較高的IFN-γ和IFN-α響應信號，這種慢性干擾素信號可能反映T細胞耗竭或免疫抑制微環(huán)境。也就是說，應答者的腫瘤對治療產(chǎn)生了明顯的分子層面反應，而非應答者整體轉(zhuǎn)錄狀態(tài)相對穩(wěn)定。但單純比較全局轉(zhuǎn)錄組相似性時，應答者與非應答者之間并沒有明顯分群，提示決定療效的關(guān)鍵并不在整體表達強弱，而更可能存在于特定空間結(jié)構(gòu)或局部微環(huán)境層面。

免疫治療前后基因通路擾動及全轉(zhuǎn)錄組相關(guān)性分析

3.個體層面耐藥機制呈現(xiàn)顯著異質(zhì)性

對4例有足夠樣本的患者分析顯示，SU009（非應答者，增殖性角質(zhì)形成細胞生態(tài)位為主）存在腫瘤細胞抗原呈遞缺陷，干擾素-γ信號上調(diào)但B2M和MHC I下調(diào)，CD298/B2M蛋白水平降低。SU003（非應答者，低抗原呈遞髓系生態(tài)位為主）呈現(xiàn)整體抗原呈遞下調(diào)及干擾素信號減弱。840003007（非應答者，成纖維細胞EMT生態(tài)位為主）EMT標志物增加，PD-L1下調(diào)。應答者840003009則顯示抗原呈遞正常上調(diào)。作者進一步在獨立黑色素瘤隊列中構(gòu)建有利生態(tài)位基因特征，證實該signature與免疫治療應答及生存改善相關(guān)。

個體層面空間生態(tài)位揭示差異化免疫耐藥機制

文章小結(jié)

本研究基于單細胞空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)，在cSCC新輔助PD-1/PD-L1治療背景下構(gòu)建了六種空間生態(tài)位模型，證明腫瘤空間結(jié)構(gòu)特征較傳統(tǒng)PD-L1表達更能預測治療反應，并揭示不同患者存在高度異質(zhì)的免疫逃逸機制。研究結(jié)果提示，免疫治療療效不僅取決于單一分子表達水平，而是依賴于特定空間生態(tài)結(jié)構(gòu)的存在與組合，為后續(xù)生物標志物開發(fā)與個體化治療策略提供了新的方向。