撰文 | 小飞飞
责编 | 兮
#肿瘤#
肿瘤微环境（tumor immune microenvironment, TME）是一个复杂的系统，且在肿瘤进展以及病人对免疫治疗的响应上具有重要作用【1】。对于肾透明细胞癌（clear cell renal cell carcinoma, ccRCC）来说，大规模基因组学研究已经发现体细胞突变可影响肿瘤进展和对免疫检查点阻断治疗的响应【2】，但是在肿瘤恶化进展的过程中免疫细胞的改变却并没有被完全揭示清楚。在大多数实体肿瘤中，CD8+T细胞在实体瘤中的浸润经常和更好的预后相关，但是在ccRCC中，CD8+T细胞的浸润和更差的预后相关【3】。确认肿瘤浸润免疫细胞的组成和细胞状态可以帮助我们了解免疫系统如何促进肿瘤进展或者促进对免疫治疗的响应。同时在肾细胞癌中，部分病人会对免疫检查点阻断（Immune checkpoint blockade, ICB）治疗产生抗性，但免疫治疗过程中肿瘤细胞和免疫细胞变化以及治疗不响应的机制却很少了解。
之前研究ccRCC免疫微环境的通常用全转录组学测序（bulk transcriptomic sequencing），这在一定程度上能帮助我们理解免疫组成如何影响临床结果，但是全转录组学测序并不能很全面地解析肿瘤微环境中异质性的免疫细胞亚群及它们的细胞表型和状态。相反，单细胞测序（single-cell RNA sequencing, scRNA-seq）能够全面详细比较TEM中的细胞组成和转录组学状态，对于我们了解ccRCC中细胞组成和起源具有很大帮助【4】。此外，相对应的单细胞T细胞受体测序（scTCR-seq）有助于我们对不同组织中的T细胞克隆亚型追踪和分析，帮助了解克隆亚型扩增对于免疫治疗响应的作用【5】。
不久前，来自美国Dana-Farber Cancer Institute的研究团队在Cancer Cell上发表两篇背靠背的研究文章，通过单细胞测序技术，研究分析肾透明细胞癌疾病进展过程中肿瘤浸润免疫细胞的变化以及肾细胞癌病人在接受免疫检查点治疗前后肿瘤浸润免疫细胞的变化，详细分析了肾细胞癌肿瘤恶化进展过程中免疫失调的变化，以及ICB治疗对肿瘤微环境的重塑，为肿瘤免疫治疗提供新的思路和靶点。
第一篇文章是Dana-Farber Cancer Institute的Catherine J. Wu团队和Toni K. Choueiri合作发表的Progressive immune dysfunction with advancing disease stage in renal cell carcinoma的文章，研究者利用单细胞测序技术检测分析了13位来自不同疾病阶段的肾透明细胞癌患者的肿瘤细胞和瘤旁非肿瘤组织的免疫细胞的单细胞转录组学，揭示肿瘤进展过程中免疫细胞浸润的变化。
研究者收集到13对不同肿瘤阶段（瘤旁正常组织，早期，局部恶化，晚期转移）的肾透明细胞癌样品后，之后利用基于液滴的10X Genomics平台进行scRNA-seq和scTCR-seq测序。同时对肿瘤和非肿瘤组织的全外显子测序也检测到了ccRCC的典型基因组突变。进行聚类分析，研究者发现39中细胞亚群。其中包括很多CD4+和CD8+T细胞群，NK细胞群，小部分B细胞群，浆细胞群，以及包括单核细胞和巨噬细胞，经典树突状细胞，浆细胞样树突状细胞，肥大细胞等在内的多种髓系细胞亚群。不同肿瘤阶段以及非肿瘤组织都在测序数据中有良好的呈现。肿瘤内浸润的T细胞群在转录组学水平上有很大的异质性。终末衰竭的CD8+T细胞在晚期转移肿瘤中富集，且它们的T细胞受体多样性下降。在髓系细胞中，在晚期恶化病人中，促炎的巨噬细胞降低，而免疫抑制性的M2样巨噬细胞增加。终末耗竭CD8+T细胞和M2样巨噬细胞在晚期疾病中同时存在，并且表达促进T细胞功能障碍和M2极化的配体和受体。分析其他队列研究还TEM中的这种免疫障碍环路和更差的预后相关，也为ccRCC的免疫治疗提供了可能的靶向通路。
第二篇文章也是来自美国Dana-Farber Cancer Institute的Eliezer M. Van Allen团队和Toni K. Choueiri合作发表的Tumor and immune reprogramming during immunotherapy in advanced renal cell carcinoma的文章。
这篇文章也通过 10X platform单细胞测序检测ICB治疗前后肾细胞癌病人浸润免疫细胞的变化来探究病人对ICB不响应的机制。发现，在响应者中，杀伤性T细胞亚群表达更高水平的共抑制受体和效应分子。接受治疗之后，肿瘤相关巨噬细胞在干扰素富集的微环境中向促炎状态转换，但同时也上调了免疫抑制标记分子。肿瘤细胞在接受ICB治疗之后，分为了两个亚群，两种亚群血管生成信号相关通路和免疫抑制通路方面都不相同。同时肿瘤亚群相关标签基因的表达和PBRM1突变以及病人的生存预后也相关。本研究发现ICB治疗重塑了RCC肿瘤微环境，增加了人们对肿瘤细胞和免疫细胞亚群之间相互作用的理解。
总之，这两篇文章通过单细胞测序技术，分别分析了肾细胞癌疾病恶化进展过程中肿瘤免疫微环境的变化以及免疫治疗对肿瘤微环境的重塑和调控，为肾细胞癌免疫治疗提供更多的参考和靶点。
原文链接：
/10.1016/ell..02.013；
/10.1016/ell..02.015
参考文献
1.Binnewies, M., et al., Understanding the tumor immune microenvironment (TIME) for effective therapy. Nat Med, . 24(5): p. 541-550.
2.Braun, D.A., et al., Interplay of somatic alterations and immune infiltration modulates response to PD-1 blockade in advanced clear cell renal cell carcinoma. Nat Med, . 26(6): p. 909-918.
3.Fridman, W.H., et al., The immune contexture in cancer prognosis and treatment. Nat Rev Clin Oncol, . 14(12): p. 717-734.
4.Young, M.D., et al., Single-cell transcriptomes from human kidneys reveal the cellular identity of renal tumors. Science, . 361(6402): p. 594-599.
5.Wu, T.D., et al., Peripheral T cell expansion predicts tumour infiltration and clinical response. Nature, . 579(7798): p. 274-278.
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