大量研究表明，肿瘤微环境(TME)的各种免疫细胞类型会影响癌细胞的进展和转移。TME的密度、位置和功能状态，被确定为与预后和免疫治疗反应相关的重要参数。单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术加速了对肿瘤内不同细胞群和表型状态的识别，为揭示不同癌症类型的TME差异提供了前所未有的机会。例如，肝细胞癌(HCC)和结直肠癌(CRC)中CD8+耗竭T细胞(Texs)的比例远高于肺癌。因此，不同的癌症类型具有不同的TME特性，了解TME形成的内在和外在因素至关重要。2022年4月北京大学生命科学学院研究团队在《Cancer Cell》上发表了一篇结直肠癌与肝转移之间TME研究的文章，下面，小编就为您带来这篇文章的解析。

研究背景

本研究对来自肝转移性结直肠癌的样本进行了单细胞分析，以解释了影响TME的因素。通过对不同组织中的CD45+细胞分析，发现M型T细胞表型与恶性肿瘤相关，而N型表型与生态位相关。树突状细胞（DC3s）和SPP1+巨噬细胞的一个亚群也是M型，在肝转移中占优势，表明其具有促转移的作用。本研究将原发性和转移性肿瘤的免疫表型联系起来，从而有助于了解肿瘤特异性。

材料：结直肠癌患者17例，其中女性6例，男性11例。患者手术切除来自原发性肿瘤和肝转移的新鲜肿瘤和邻近正常组织样本（距匹配的肿瘤组织至少2 cm）

方法：单细胞转录组测序

1、CRLM、HCC和CRC的数据收集和不同的免疫特征

从101个匹配的CRLM样本中分选出CD45+细胞，包括原发性结直肠癌（Pri.CT）、邻近结肠（Adj.Col）、肠系膜淋巴结（MLN）、肝转移（Liv.Mets）、邻近肝脏（Adj.Liv） 和17名初治患者的外周血（图1A），分别获得323,444和5,004个高质量细胞，包括CD4+和CD8+ T细胞、单核细胞、巨噬细胞、自然杀伤T（NKT）细胞、NK细胞、γδ T细胞、DC、肥大细胞、B细胞、3型先天性淋巴细胞（ILC3）和少量 CD45-细胞，此外，共鉴定出78个免疫细胞亚群（图1B和1C）。由于原发性HCC/CRC和CRLM肿瘤同时分析TME 形成过程中的相互作用至关重要，因此本研究结合了来自18名未接受治疗的非转移性CRC患者的49个样本和51个样本的scRNA-seq数据集。

图1 CRLM、HCC和CRC不同的免疫特征

仅对来自原发性HCC/CRC的正常和肿瘤数据进行ANOVA分析，发现 CD4_Treg-CTLA4、CD8_Tex-LAYN和Mph-C1QC是肿瘤相关的前三个簇（p < 0.001，ANOVA检验；图2A），并且在HCC和CRC肿瘤相应的邻近部位（图2B），这表明这些细胞可能受到恶性肿瘤状态的影响。此外，与Adj.Cols和HCC肿瘤相比，Mph-SPP1在CRC肿瘤中富集（图2B）。KLRB1+组织驻留记忆（Trm）CD8+ T和MAIT细胞在HCC肿瘤和Adj.Livs中占优势，而上皮内淋巴细胞（IEL）和Mph-NLRP3在CRC肿瘤和Adj.Cols中表现出更高的丰度（图2A），这表明这些细胞可能受到所在组织的影响。

图2 使用表型比对分析癌细胞和宿主器官对TME的影响

2、通过PhenoAligner解开癌细胞和宿主器官对TME的影响

使用来自Pri.CT、Adj.Col、MLN、Adj.Liv和血液的单个细胞作为参考，并将来自 Liv.Mets的每个免疫细胞与参考对齐，以识别其相邻的组织类型（图2C）。对于Liv.Mets中的特定簇，具有高PhenoAligner指数的组织类型可能表明Liv.Mets中的高比例细胞在所识别的组织类型中具有相似的居住位。

在主要免疫区室水平中，PhenoAligner显示Liv.Mets中81% CD45–细胞与Pri.CT中的细胞对齐（r>0.5，Pearson相关性；p