平滑肌肉瘤配对原发-转移样本的单核与空间转录组分析揭示肿瘤-器官界面的抗原呈递成纤维细胞
Matched primary-metastasis single-nucleus and spatial profiling of leiomyosarcoma identifies antigen-presenting fibroblasts at the tumor-organ interface
研究对4对配对原发-转移平滑肌肉瘤样本行单核RNA测序与空间转录组分析,发现转移灶中抗原呈递癌相关成纤维细胞(apCAFs)于肿瘤-器官界面呈带状富集(p = 0.001),原发灶中则稀少散在。恶性程序具器官特异性,肺转移富集应激/缺氧、肝转移富集增殖/基质重塑程序。空间分析进一步划分出GPNMB等三种组织分子表型,其中GPNMB亚型或可受益于GPNMB靶向治疗。
平滑肌肉瘤是一种易发生远处转移的侵袭性软组织肉瘤,临床上优先播散至肺和肝。这一器官趋向早有宏观描述:一项73例子宫肉瘤的尸检研究显示,肺(52%)与肝实质(34%)位居受累部位前列,且血道播散被视为最佳解释 [3]。但转移进展在细胞层面究竟伴随哪些变化,长期缺乏直接证据,瓶颈恰在于原发-转移配对标本极难获得。间质研究提供了另一条线索:单细胞测序已在乳腺癌和胰腺癌中鉴定出表达MHC II类分子的成纤维细胞亚群,使之与myCAFs、iCAFs并列 [2],apCAFs也作为新亚型被纳入CAF异质性框架 [1];后续工作进一步刻画了apCAFs的空间生态位 [4],在胃癌中证明其邻近三级淋巴结构、增强抗肿瘤免疫并预测免疫治疗反应 [5],在非小细胞肺癌中则富集于骨转移 [6]。然而这些证据均来自癌的体系,肉瘤转移中apCAFs的行为缺乏配对设计的直接检验。
本研究对4对原发-转移档案FFPE标本(2例肺、2例肝转移,共48,941个核)进行单核RNA测序,并在21例患者、69个组织芯、313,218个细胞的空间转录组队列中加以验证。鉴于肉瘤恶性细胞无法仅凭转录组参考界定,作者以推断拷贝数谱定义恶性群体,结果与配对DNA甲基化芯片一致,并证实各转移灶的克隆起源。恶性细胞的转录元程序呈器官关联:肺转移富集应激-缺氧程序,肝转移富集增殖与基质重塑程序。最值得注意的是,apCAFs在转移灶中相对配对原发灶富集,该趋势在空间队列中重现(p=0.001):转移灶内,apCAFs在恶性细胞与邻近实质之间的肿瘤-器官界面形成一条离散条带,而在原发灶中稀少且随机分布。
空间数据还把恶性区室解析为三种组织分子表型——伴黏液样特征的平滑肌样型、伴间变特征的GPNMB型和富血管基质的PDGFRB型,分别对应α-SMA、GPNMB、PDGFRB的常规免疫组化与形态学关联。相对于既往对apCAFs空间组织 [4] 及其与转移关联 [6] 的认识,本研究以配对策略在肉瘤中确立了apCAFs的转移富集与界面定位,并提供了常规病理即可识别的表型体系,其中GPNMB表型为GPNMB导向治疗圈定了潜在适用人群。
当然,单核测序仅基于4对配对,器官特异性程序与三种表型的普遍性有待更大队列验证;apCAFs在胃癌中展现的免疫激活功能 [5] 是否在平滑肌肉瘤界面同样成立,以及GPNMB导向治疗能否转化为临床获益,仍是有待回答的问题。
- 1.Cancer-associated fibroblasts: a versatile mediator in tumor progression, metastasis, and targeted therapy · Cancer Metastasis Rev 2024
- 2.Single-Cell Transcriptomic Analysis of Tumor-Derived Fibroblasts and Normal Tissue-Resident Fibroblasts Reveals Fibroblast Heterogeneity in Breast Cancer · Cancers (Basel) 2020
- 3.Patterns of metastasis in uterine sarcoma. An autopsy study · Cancer 1989
- 4.Single-cell resolution spatial analysis of antigen-presenting cancer-associated fibroblast niches · Cancer Cell 2025
- 5.Antigen-presenting cancer associated fibroblasts enhance antitumor immunity and predict immunotherapy response · Nat Commun 2025
- 6.Distinct fibroblast subpopulations associated with bone, brain or intrapulmonary metastasis in advanced non-small-cell lung cancer · Clin Transl Med 2024
来源:bioRxiv Cancer Biology · biorxiv.org