CTM 主题专刊 | 单细胞与癌症

单细胞与癌症是CTM的主题之一，特别从单细胞水平理解和关注癌细胞和免疫细胞的转录组图谱，微环境中的细胞间交流以及恶性肿瘤和转移的细胞异质性。本专刊为临床医生在癌症发展的分子机制和个体治疗的精确决策方面提供了新的见解，并介绍了单细胞方案下临床癌症研究的各种设计和策略，提出了时空分子医学的新概念，为开发新的癌症诊断和治疗提供了机会。

主编汇总了2021年发表在CTM上以单细胞与癌症为主题的10篇论文，供广大读者免费阅读、参考和学习。

Single-Cell Cancer

1. Can single cell RNA sequencing reshape the clinical biochemistry of hematology: New clusters of circulating blood cells

单细胞RNA测序能否重塑血液学的临床生化：新的循环血细胞簇

Hao Fang, Yiming Zeng, Lianzhong Zhang, Chengshui Chen, Charles A Powell, Xiangdong Wang

scRNA-seq在临床常规生化检测手段方面已经取得很大的进展，有助于临床诊断的建立并指导分子医疗的进行，但仍有大量挑战需要克服。只有将scRNA-seq进行标准化，将各项指标在更大临床样本中进行验证，才可以把scRNA-seq作为常规血液检测项目应用于临床。公共数据库信息，人工智能和计算机科技的综合应用将极大推动scRNA-seq的临床应用。希望更多科学家和临床医生关注scRNA-seq的临床转化发现和临床应用。

2. Multiregion single-cell sequencing reveals the transcriptional landscape of the immune microenvironment of colorectal cancer

多区域单细胞测序揭示结直肠癌免疫微环境的转录组学特征

Wei Wang, Yu Zhong, Zhenkun Zhuang, Jiarui Xie, Yueer Lu, Chengzhi Huang, Yan Sun, Liang Wu, Jianhua Yin, Hang Yu, Zhiqiang Jiang, Shanshan Wang, Chunqing Wang, Yuanhang Zhang, Yilin Huang, Chongyin Han, Zhenggang Zhong, Jialin Hu, Ying Ouyang, Huisheng Liu, Mengya Yu, Xiaochan Wei, Dandan Chen, Lizhen Huang, Yong Hou, Zhanglin Lin, Shiping Liu, Fei Ling, Xueqing Yao

肿瘤微环境（TME）是由不同且相互作用的细胞群形成的复杂生态系统，其组成与癌症预后和对临床治疗的反应有关。在本研究中，研究人员利用两种单细胞测序技术生成了18名结直肠癌（CRC）患者的原发性肿瘤和肝转移灶中的免疫和非免疫细胞的图谱。结果表明，骨髓细胞和B细胞在CRC免疫调节中起关键作用，CRC肿瘤中T细胞的抗肿瘤反应被激活，反之则被TME中的骨髓细胞减弱。这反映了CRC免疫系统的“加速”和“制动”机制。

图1 多区域单细胞测序揭示结直肠癌免疫微环境的转录组学特征

3. Single-cell analyses reveal suppressive tumor microenvironment of human colorectal cancer

单细胞分析揭示抑制人类结直肠癌的肿瘤微环境

Yan Mei, Weiwei Xiao, Hao Hu, Guanming Lu, Lingdan Chen, Zhun Sun, Mengdie Lü, Wenhui Ma, Ting Jiang, YuanHong Gao, LiRen Li, Gong Chen, Zifeng Wang, Hanjie Li, Duojiao Wu, Pinghong Zhou, Qibin Leng, Guangshuai Jia

分析肿瘤内的异源细胞类型对于破译塑造肿瘤进展和决定治疗反应结果的肿瘤微环境至关重要。在本文中，研究人员全面表征了12名未接受治疗的结直肠癌患者中获得的单细胞转录组，对不同阶段结直肠癌免疫细胞的综合评估揭示了免疫细胞和非免疫细胞的动态特性。本文中的数据和分析方法为进一步研究免疫细胞的影响和人类结直肠癌的转化研究提供了丰富的资源，为发现新的生物标志物和治疗靶点提供了依据。

图2 结直肠癌患者临床样本的单细胞图谱

4. Diversity and intratumoral heterogeneity in human gallbladder cancer progression revealed by single-cell RNA sequencing

单细胞RNA测序揭示人类胆囊癌进展的多样性和瘤内异质性

Peizhan Chen, Yueqi Wang, Jingquan Li, Xiaobo Bo, Jie Wang, Lingxi Nan, Changcheng Wang, Qian Ba, Houbao Liu, Hui Wang

胆囊癌（GC）是一种以细胞高度异质性和预后差为特征的恶性疾病。确定肿瘤内异质性和微环境(TME)可以为GC提供新的治疗策略。在本文中，研究人员对5名患者的原发性和淋巴结转移性胆囊肿瘤以及邻近的正常组织进行了单细胞RNA测序。对来自正常、原发性和淋巴结转移性肿瘤组织的细胞亚型的全面表征揭示了细胞异质性和差异谱系，并确定了GC发展中的免疫抑制环境和亚群。这些发现为未来GC的研究和潜在的治疗靶点的发现提供深刻的见解。

图3 胆囊肿瘤以及邻近的正常组织的单细胞RNA测序及分析

5. Landscape and dynamics of single tumor and immune cells in early and advanced-stage lung adenocarcinoma

早期和晚期肺腺癌中单个肿瘤和免疫细胞图谱和动态变化

Zhencong Chen, Yiwei Huang, Zhengyang Hu, Mengnan Zhao, Ming Li, Guoshu Bi, Yuansheng Zheng, Jiaqi Liang, Tao Lu, Wei Jiang, Songtao Xu, Cheng Zhan, Junjie Xi, Qun Wang, Lijie Tan

肿瘤微环境（TME）和肿瘤内异质性（ITH）已被证明在肿瘤的发生和发展中起着至关重要的作用。然而，肺腺癌（LUAD）不同病变中的TME和ITH尚未得到广泛研究。在本文中，研究人员构建了一个基于正常肺、早期LUAD和晚期LUAD的细胞和分子特征的单细胞网络。结果揭示了LUAD不同阶段细胞谱系的细胞多样性和分子复杂性。本研究提高了对不同LUAD患者TME和细胞异质性的理解，这将作为未来研究LUAD发病机制和确定潜在治疗靶点的基本框架和宝贵资源。

图4 早期和晚期肺腺癌中单个肿瘤和免疫细胞图谱和动态变化

6. Combining single-cell sequencing to identify key immune genes and construct the prognostic evaluation model for colon cancer patients

结合单细胞测序鉴定关键免疫基因并构建结肠癌患者预后评估模型

Jiasheng Xu, Siqi Dai, Kai Jiang, Qian Xiao, Ying Yuan, Kefeng Ding

结肠癌是世界范围内高发的常见肿瘤，免疫疗法是一种有效的抗癌方法，但在结肠癌的治疗中还没有得到很好的应用。因此，在结肠癌中寻找新的与预后相关的免疫检查点基因尤为重要。在这项研究中，研究人员发现结肠癌的关键预后免疫基因并对其进行了建模、评价及验证。本研究中的免疫基因模型经过多个数据集的验证，表明对预测结肠癌患者的预后有很大帮助，模型基因可用作结肠癌患者的预后标志物和潜在的新靶点。

7. Neoadjuvant chemotherapy alters peripheral and tumour-infiltrating immune cells in breast cancer revealed by single-cell RNA sequencing

单细胞 RNA 测序揭示新辅助化疗改变乳腺癌中的外周和肿瘤浸润免疫细胞

Hanlin Zhou, Guibo Li, Jianhua Yin, Ting Wang, Hong Hu, Tong Li, Qing Zhou, Jintao Hu, Lei Wang, Shichen Dong, Chen Wei, Cuijuan Zhang, Ye Lu, Wenbin Zhou, Chen Huang, Huanming Yang, Dongxian Zhou, Ling Wang, Kui Wu

新辅助化疗（NAC）是乳腺癌缩小肿瘤的标准术前治疗方法之一，但其临床疗效因患者而异。了解患者结果差异的原因，对揭示NAC如何重塑循环免疫细胞和肿瘤微环境（TME）至关重要。在这项研究中，研究人员对从原发性乳腺肿瘤中分离的细胞进行了单细胞测序，这些结果揭示了详细的肿瘤内异质性、免疫多样性以及癌细胞和其他成分的复杂通信网络。此外，对成对的乳腺肿瘤样本以及NAC期间收集的PBMC的单细胞分析证明，该疗法可以重塑全身和局部免疫微环境，但还需对来自治疗前和治疗后患者的更多配对肿瘤活检进行研究，进一步证实发现并进行深入调查。

8. A cellular census of human peripheral immune cells identifies novel cell states in lung diseases

人类外周免疫细胞的细胞普查确定了肺部疾病中的新型细胞状态

Dongli Song, Furong Yan, Huirong Fu, Liyang Li, Jie Hao, Zhenhua Zhu, Ling Ye, Yong Zhang, Meiling Jin, Lihua Dai, Hao Fang, Zhenju Song, Duojiao Wu, Xiangdong Wang

越来越多的证据表明免疫系统在肺部疾病中发挥重要作用。本研究确定了肺部疾病在蛋白质组学、转录组学和表型组学的不同分子水平、疾病的不同阶段和性质以及多方向的理解中PBIC亚群和功能的比例和分布的差异。循环免疫细胞的蛋白质组学和转录组学特征以及异质性为理解免疫细胞功能、相互作用和调节的分子机制提供了新的见解，为识别和开发肺部疾病生物标志物和靶点提供来源。

图5 肺部疾病免疫细胞组学分析

9. Single-cell RNA sequencing infers the role of malignant cells in drug-resistant multiple myeloma

单细胞RNA测序推断恶性细胞在耐药多发性骨髓瘤中的作用

He-nan Wang, Jing Yang, De-Huan Xie, Zhigang Liang, Yang Wang, Rui-ying Fu, Xindi Liu, Zhong-jun Xia, Guangshuai Jia, Liang Wang

尽管多发性骨髓瘤(MM)的整体治疗结果有所改善，但由于缺乏有效的药物和预测性生物标志物，MM的复发率仍然很高。在本文中，研究人员使用单细胞RNA测序确定可能参与MM耐药性进展和包含各种不良预后生物标志物的细胞亚群，发现B细胞、T细胞和骨髓细胞在耐药MM中富集，并且处于衰竭状态的CD8+T细胞和CD16+骨髓细胞与耐药MM的进展密切相关。本研究为寻找耐药MM的新治疗靶点和生物标志物提供了生物学见解。

10. Integrated single-cell RNA sequencing analyses suggest developmental paths of cancer-associated fibroblasts with gene expression dynamics

综合单细胞RNA测序分析表明癌症相关成纤维细胞的发展路径与基因表达动态的关系

Hee Chul Chung, Eun Jeong Cho, Hyeonjin Lee, Won-Kyung Kim, Ji-Hye Oh, Seok-Hyung Kim, Dakeun Lee, Chang Ohk Sung

在本文中，研究人员通过单细胞RNA测序并建立综合模型分析发现，在癌症发展过程中，组织驻留间充质干细胞样CAF迁移到癌症部位并转化为永久激活的癌症相关CAF（paCAF）。骨髓间充质干细胞同时被招募到癌症部位以响应来自癌细胞的信号提示，并转化为炎症性CAF或肌纤维母细胞CAF。同时，随着肿瘤的增加，占主导地位的癌龛逐渐吞噬组织驻留成纤维细胞（tr-RF）区域。由于tr-RFs是终末分化的成熟成纤维细胞，它们不会在癌症部位转化为paCAFs，而是在CAFs中构成一组正常成纤维细胞。此研究结果为未来的研究提供了有价值的见解。

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关于期刊

Clinical and Translational Medicine（CTM）是Wiley出版的英文学术期刊。CTM刊登临床和转化医学方面的文章，旨在促进临床前研究向临床应用的转化，加强基础和临床科学家之间的交流。本期刊聚焦新生物技术、生物材料、生物工程、疾病特异性生物标记物、细胞和分子医学、组学科学、生物信息学、应用免疫学、分子成像、药物发现和开发以及监管和卫生政策。

本期刊涵盖临床和转化医学的所有领域，但专注于以下几个主题：

• 教育和职业发展

• 药物和器械的临床研究

• 靶向药物发现与开发

• 临床生物信息学

• 临床贯串组学（Clinical Trans-omics）

• 单细胞生物医学

• 干细胞生物学与治疗

• 临床基因组学

• 疫苗与免疫治疗

• 慢性代谢性疾病

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期刊网址：

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投稿链接（请用微信以外的软件打开）：

https://mc.manuscriptcentral.com/ctm2

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撰写 | Imperio

校对 | 王向东、Tina

排版 | Amanda

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