中国科学技术大学的孙成教授及其团队最近的研究显示,通过分析肿瘤微环境中免疫细胞的空间分布,可以有效预测肝癌患者术后的复发风险。该项研究发表于《Nature》,论文题为“Spatial Immune Scoring System Predicts Hepatocellular Carcinoma Recurrence”,创新性地结合了空间转录组学、蛋白质组学和多重免疫组化技术,开发了全球首个肝癌复发预测模型——TIMES评分系统。这一系统揭示了肿瘤微环境中免疫细胞分布与肝癌复发之间的直接关联。
该研究采用的高分辨率空间转录组技术(DSP-WTA)由非因生物团队支持完成,研究主要包括以下几个部分:
一、数据收集与空间异质性解析
首先,研究团队利用10x Visium技术对17例肝细胞癌(HCC)组织进行了空间转录组分析。这其中包括6例复发患者和11例未复发患者,并将组织划分为肿瘤侵袭前沿(IF)、中心(TC)和邻近基质(AS)三个区域,识别NK细胞在IF和TC区域的分布差异。
二、生物标志物筛选与模型构建
研究人员基于XGBoost算法构建了TIMES评分系统,整合了IF和TC区域5个生物标志物的空间表达模式,进而生成了一个范围为0-1的风险评分,这为临床提供了重要的预测工具。
三、功能验证与机制研究
为了验证TIMES评分系统的有效性,研究人员采用3D生物打印模型模拟肿瘤微环境,探讨SPON2⁺NK细胞通过IFNγ激活CD8⁺T细胞的机制。使用Spon2敲除小鼠模型显示,NK细胞特异性缺失SPON2会导致肿瘤生长加速(P=78×10⁻³)及免疫浸润减少,证实了其抑癌的功能。
四、多中心验证与临床转化验证
在多个中心队列中,对231例患者进行验证,结果显示TIMES评分的准确率达到了82.2%,其AUC值为0.82,明显优于传统的TNM(0.51)和BCLC(0.53)分期系统。分层分析进一步显示,TIMES对早期HCC(TNM期)的预测效果特别显著(P=30×10⁻⁷),同时,在接受抗PD-1治疗的患者中,高TIMES评分者的缓解率显著提高(P=161×10⁻³),这提示TIMES评分可能作为免疫治疗效果的预测指标。
研究结论中提到,TIMES作为一种潜在的HCC复发预后工具,整合了空间免疫信息,有助于超越传统临床因素进行风险分层。文中的功能研究为未来SPON2⁺NK细胞在HCC生物学中的角色提供了研究方向。随着研究者进一步探索TIMES在其他癌症类型中的适用性,该项工作为早期HCC及其他实体瘤的个性化管理策略奠定了基础。
非因生物团队采用DSP-WTA空间全转录组技术,对HCC组织中的CD3−CD57+NK细胞进行了单细胞级空间解析,并结合单细胞测序和机器学习技术筛选出了与复发密切相关的五个关键基因,这为开发基于空间免疫信息的TIMES评分系统奠定了基础。非因DSP数字空间多组学技术能够以空间分辨率的数据揭示组织内基因和蛋白质的精准位置和表达水平,为深入解析肿瘤异质性和微环境提供了重要支持。非因生物在空间多组学领域拥有丰富的经验,开发了60余种特染抗体,服务了300多个项目,协助发表了超过40篇空间多组学相关的学术论文,累计影响因子超过522,平均影响因子为14以上。同时,公司配备了三台DSP仪器,以高效的同步运行成为国内规模最大的DSP数字空间多组学技术服务商。
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