2020年12月23日，来自复旦大学中山医院的樊嘉院士团队与华大生命科学研究院的研究团队合作在Cell上在线发表题为“Single-cell landscape of the ecosystem in early-relapse hepatocellular carcinoma”的文章，对来自18个原发性或早期复发性HCC（肝细胞肝癌）患者的16,498个细胞基于华大智造DNBSEQ平台进行了单细胞转录组测序，首次深度全面地剖析了早期复发性HCC的肿瘤免疫微环境。研究发现：在早期复发性肿瘤中的恶性细胞具有更高的免疫逃逸特性，从而可能抑制树突细胞激活CD8+T细胞的能力。这一发现揭示了与HCC复发相关的免疫应答改变的独特方面，为HCC合理的免疫治疗提供了重要指导。
肝癌是全球癌症相关死亡率排名第四的癌种，而其中75%-85%为HCC肝细胞肝癌。目前HCC最有效的治疗手段是手术切除，但是其具有极高的复发率（术后5年复发率为50%-70%），其中术后2年内的早期复发更是占复发性HCC的70%，并且几乎让医生束手无策，生存率极低。HCC的临床结果让人沮丧，而这背后的分子机制却一直不为人所知。
为了解早期复发HCC的肿瘤生态系统，研究团队收集了12例未经治疗的原发性HCC患者和6例早期复发性HCC患者的外科手术肿瘤样本和配对的癌旁组织，用细胞分选（FACS）分离CD45+和CD45-细胞，然后利用DNBSEQ平台对通过质控的16,498个细胞进行单细胞测序（scRNA-seq），作为发现队列（discovery cohort）。此外，研究团队还招募了另外4名患者（包括配对的原发性样本PT和早期复发性样本RT）为验证队列1（validation cohort 1），同时来自另外的47名患者的配对的PT和早期RT样本用于免疫组化（IHC）和组织RNA测序验证，为验证队列2。根据DNBSEQ平台的测序结果，研究人员鉴定并区分出24类细胞集群，并且发现RT和PT具有相同的主要免疫细胞亚型（包括骨髓源性细胞、T细胞、B细胞、浆细胞和自然杀伤细胞）和相似的淋巴源性和骨髓源性细胞比例。但是，进一步对骨髓源性细胞和T细胞/NK细胞进行无监督聚类分析发现，与原发性HCC肿瘤微环境相比，复发性HCC具有其独特的免疫生态系统，表现为树突细胞（DC）比例增加，Treg细胞减少，T细胞增殖减少，CD8+ T细胞丰度更高。这些发现也被验证队列1的scRNA-seq以及验证队列2的IHC结果所进一步证实了。通过对CD8+ T细胞的进一步研究发现，复发肝癌中的CD8+ T细胞并不像原发肿瘤中的肝癌那样处于典型的耗竭状态，而是以高表达KLRB1（CD161）为特征，处于innate-like、低杀伤、克隆扩增低的状态。并且通过生存曲线分析发现该状态的细胞富集与肝癌的不良预后相关联。
作为率先在单细胞分辨率水平上对早期复发HCC的肿瘤生态系统和免疫表型的研究项目之一，本研究提供了一个全面的单细胞转录组图谱来描述原发性和早期复发性HCC的肿瘤生态系统，揭示了早期复发性HCC的独特的免疫生态系统，为理解免疫环境如何影响肿瘤复发迈出了极为重要的一步，也为寻找并开发HCC患者免疫治疗的生物标志物和更有效的治疗靶点提供了新的思路。注：复旦大学附属中山医院樊嘉院士、杨欣荣主任医师、深圳华大生命科学研究院刘石平研究员为本文共同通讯作者，复旦大学附属中山医院孙云帆主治医师、周恺乾博士，深圳华大生命科学研究院吴靓博士、钟裕博士、侯勇研究员为本文共同第一作者。https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.11.041··· 关注我们 ···