2017年6月16日，北京大門生命科學學院BIOPIC中間、北京將來基因診斷高精尖創(chuàng)新中間、北大-清華生命科學聯(lián)合中間張澤民研究組，首都醫(yī)科大學附屬北京世紀壇醫(yī)院暨北京大學第九臨床醫(yī)學院肝膽胰外科彭吉潤研究組，以及美國AMGEN公司的歐陽文軍研究組在Cell雜志發(fā)表了題為“Landscape of infiltrating T cells in liver cancer revealed by single-cell sequencing”的研究論文，首次在單細胞水平上描繪了肝癌微環(huán)境中的免疫圖譜。

癌癥免疫療法是近年新興的極具潛力的治療方法，尤其是免疫檢查點克制劑療法，如CTLA-4抗體Ipilimumab及PD-1抗體pembrolizumab目前都取得了優(yōu)秀的療效。雖然這種治療方法可以達到明顯的臨床結(jié)果，但是在不同病人或者不同癌種之間的結(jié)果卻很不均一。DNA變異的數(shù)目、腫瘤浸潤淋巴細胞的水平，以及藥物靶點的表達等因素都會影響到各類腫瘤免疫治療的結(jié)果。因為參與腫瘤發(fā)生發(fā)展的免疫細胞類型多樣且異質(zhì)性很強，只有開展單細胞水平的研究才能真正獲得體系細致的腫瘤免疫圖譜，從而助力腫瘤免疫療法的發(fā)展及有用靶點和生物標志物的發(fā)現(xiàn)。

中國肝癌發(fā)病率居世界之首，且術后存活率較低。之前的研究注解肝癌組織內(nèi)富含大量腫瘤浸潤淋巴細胞，但是相比于免疫療法在黑色素瘤及肺癌等腫瘤上的成果，目前成功針對肝癌的免疫治療方法卻鮮有報道。通過深刻了解肝癌的腫瘤免疫微環(huán)境來探索新的腫瘤免疫療法及探求新靶點和有用的生物標志物對肝癌的診斷和治療具有龐大意義。

張澤民研究組與彭吉潤研究組及歐陽文軍研究組深入合作，在單細胞水平對肝癌腫瘤微環(huán)境中T淋巴細胞的轉(zhuǎn)錄組及T細胞受體（TCR）序列進行了綜合分析，完成了超過5000個T細胞的單細胞測序數(shù)據(jù)。基于生物信息學分析，通過對T細胞進行亞群分類、發(fā)展軌跡分析及比較不同亞群中T細胞克隆的分布，該研究探索了不同亞群之間的關系，鑒定每個亞群特異的基因表達，揭示了腫瘤中的T細胞在功能、分布和發(fā)展狀況方面和其他部位的T細胞截然不同。腫瘤在免疫體系中出現(xiàn)逃逸的重要緣故原由包括殺傷性CD8 T細胞的功能混亂及克制性T細胞的大量存在，針對這兩類細胞探求靶點是免疫療法的重要方向。該研究偏重探索了腫瘤中這兩類細胞的特異表達基因，發(fā)現(xiàn)基因Layilin在這兩群細胞中均特異性表達，并通過體外實驗證實該基因?qū)τ贑D8 T細胞的殺傷功能有克制調(diào)節(jié)作用，可能作為一個免疫療法的新靶點。同時，基于TCR數(shù)據(jù)分析，該研究發(fā)現(xiàn)肝癌內(nèi)存在大量腫瘤組織特異的克隆增生的T細胞，但是這些細胞大多處于耗竭狀況，從而揭示了腫瘤細胞逃逸免疫監(jiān)視的緣故原由。此外，該研究還描繪了初始T細胞向耗竭狀況的發(fā)展軌跡，并在耗竭性CD8 T細胞亞群中發(fā)現(xiàn)了一類FOXP3+克制性T細胞的存在，提出了耗竭T細胞會進一步發(fā)展成克制性T細胞的潛在發(fā)展方向。

肝癌單細胞測序

腫瘤浸潤免疫細胞單細胞測序研究

該項工作是國際上首次大規(guī)模針對腫瘤相干T細胞的單細胞組學研究，提供了極有價值的數(shù)據(jù)資源，為多角度理解肝癌相干的T細胞特性奠定了基礎。該項工作的數(shù)據(jù)積累、科學發(fā)現(xiàn)和理論推演有望促進已有的免疫治療方案在肝癌中的臨床應用，并有助于發(fā)現(xiàn)有用的針對肝癌治療免疫治療靶點，進而加速創(chuàng)立新的肝癌免疫療法。同時，該項工作也為腫瘤免疫的圖譜勾畫作出了范式，為往后對其他腫瘤開展類似的研究及各類腫瘤免疫的發(fā)展提供了基礎。

北京大門生命科學學院BIOPIC中間博士后鄭春紅，博士研究生張園園、郭心怡，前沿交叉研究院博士研究生鄭良濤，北京大學醫(yī)學部博士研究生郭化虎和美國AMGEN公司博士后Jae-Kwang Yoo為該論文的并列第一作者。北京大門生命科學學院BIOPIC中間、北京將來基因診斷高精尖創(chuàng)新中間、北大-清華生命科學聯(lián)合中間張澤民，首都醫(yī)科大學附屬北京世紀壇醫(yī)院暨北京大學第九臨床醫(yī)學院肝膽胰外科彭吉潤，以及美國AMGEN公司的歐陽文軍為該論文的共同通信作者。該項研究得到了北京將來基因診斷高精尖創(chuàng)新中間、國家重點研發(fā)計劃、國家天然科學基金以及北大-清華生命科學聯(lián)合中間的資助。

編輯：山石