IF=33.9， 单细胞+空间转录组:揭示了非小细胞肺癌患者在接受新辅助化疗联合免疫治疗后肿瘤微环境的动态重塑过程
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今天介绍一项研究: 非小细胞肺癌（NSCLC）是最常见的病理肺癌类型，新辅助免疫疗法与化疗的结合已成为NSCLC的一线治疗方法。然而，这种治疗方法的疗效仍然存在差异。本研究旨在新辅助化疗联合免疫治疗对非小细胞肺癌患者的影响，旨在识别可能与治疗敏感性相关的关键分子、关键细胞亚群、通讯模式和空间分布。这篇文章采用“单细胞转录组 + 空间转录组 + 免疫受体组” 的多组学整合研究，系统描绘了NSCLC新辅助化疗免疫治疗后肿瘤微环境（TME）在单细胞分辨率与空间维度上的动态重塑图谱，深化了对免疫治疗应答和耐药机制的理解，特别是揭示了SELENOP⁺巨噬细胞与apCAFs的空间协同作用在调控抗肿瘤免疫中的新机制。
多组学整合分析：首次在NSCLC新辅助化疗免疫治疗背景下，联合应用单细胞RNA测序与空间转录组技术，在单细胞分辨率和空间维度上全面解析TME的动态变化。
聚焦空间结构与细胞互作：不仅关注细胞类型和基因表达变化，更深入揭示了关键细胞亚群（如SELENOP⁺巨噬细胞、apCAFs）的空间共定位模式及其在三级淋巴结构（TLS）中的分布，阐明了它们在免疫应答中的协同作用。
识别与疗效相关的关键细胞标志物：发现了CD4⁺ Th17细胞、iCAFs、SELENOP⁺巨噬细胞及IgG⁺浆细胞的富集与治疗敏感性正相关，而CD4⁺ Treg细胞和mCAFs则提示免疫抑制性TME，为预测疗效提供了新的潜在生物标志物。
动态细胞通讯网络解析：通过CellChat等工具，揭示了在治疗应答者中，SELENOP⁺巨噬细胞、apCAFs与T细胞亚群（尤其是CD4⁺ naïve和CD8⁺ naïve T细胞）之间的通讯网络显著增强，并鉴定出胆固醇、白细胞介素等关键信号通路在其中扮演核心角色。
队列设计与样本收集：
纳入12例NSCLC患者，其中6例接受新辅助化疗免疫治疗（PT组），6例为未经治疗直接手术的初治组（TN组）。收集新鲜肿瘤组织用于单细胞测序，并选取4例具有不同病理反应（从NMPR到pCR）患者的FFPE切片进行空间转录组测序。
单细胞与空间转录组数据生成与整合：
使用10x Genomics平台进行单细胞RNA测序，并通过Visium平台进行空间转录组测序。利用RCTD等算法将单细胞数据反卷积至空间位置，实现细胞类型在组织切片中的空间注释。
多层次分析框架：
细胞图谱绘制：鉴定并注释了T细胞、B细胞、髓系细胞、成纤维细胞、上皮细胞等主要细胞类型及其亚群。
差异表达与功能富集：分析治疗前后各细胞亚群的差异表达基因，并进行GO、KEGG、GSEA等通路富集分析。
发育轨迹推断：使用Monocle、Slingshot等工具重构关键免疫细胞和基质细胞的分化轨迹。
空间分布与邻近性分析：量化不同细胞类型在肿瘤组织中的空间分布、共定位关系及邻近性变化。
细胞间通讯分析：基于配体-受体对，解析治疗前后细胞间通讯网络的变化。
免疫细胞重塑：
T细胞：治疗后，CD4⁺ Th17细胞比例下降，其分化通路被抑制；而CD8⁺ T细胞的耗竭特征减弱，细胞毒性增强。在应答者组织中，CD8⁺ T细胞（尤其是效应亚群）显著浸润。
B细胞与浆细胞：空间分析显示，IgG⁺浆细胞在应答者（尤其是pCR患者）的肿瘤组织中高度浸润，并与CAFs/巨噬细胞空间共定位。三级淋巴结构中富含滤泡B细胞。
髓系细胞：治疗后，CXCL9⁺巨噬细胞（M1样）比例增加，SPP1⁺巨噬细胞（促瘤）减少。SELENOP⁺巨噬细胞在应答者组织中富集，并在肿瘤边界与T细胞、apCAFs共定位，提示其可能参与抗原提呈和淋巴细胞招募。
基质细胞重塑：
癌症相关成纤维细胞：治疗后，apCAFs（抗原提呈CAFs）比例下降，而mCAFs（基质CAFs）增加。空间上，iCAFs在非肿瘤区域聚集，与良好反应相关；而mCAFs在无应答者中与肿瘤细胞紧密相邻，提示其促进免疫抑制微环境。
恶性上皮细胞：
大多数非整倍体恶性细胞来源于基底细胞。治疗后，恶性细胞的代谢通路（如药物代谢、铁死亡）增强，而正常上皮细胞中免疫相关通路（如JAK-STAT）被抑制，呈现“免疫耗竭”状态。
空间结构与细胞互作：
在应答者组织中，SELENOP⁺巨噬细胞与apCAFs在肿瘤边界形成“壁垒样结构”，将肿瘤细胞与淋巴细胞隔开，可能协同参与抗肿瘤免疫。
细胞通讯分析显示，应答者中SELENOP⁺巨噬细胞通过胆固醇等信号通路招募CD4⁺ naïve、Helper和CD8⁺ naïve T细胞，形成活跃的免疫联络网络。
“单细胞转录组 + 空间转录组 + 免疫受体组”
该组合技术实现了对肿瘤微环境 “细胞类型+基因表达+空间位置+免疫克隆” 的四维全景解析。
该研究系统描绘了NSCLC新辅助化疗免疫治疗后TME在单细胞分辨率与空间维度上的动态重塑图谱，深化了对免疫治疗应答和耐药机制的理解，特别是揭示了SELENOP⁺巨噬细胞与apCAFs的空间协同作用在调控抗肿瘤免疫中的新机制。
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