中国科学技术大学的孙成教授及其研究团队近期的一项研究表明,通过分析肿瘤微环境中免疫细胞的空间分布,可以准确预测肝癌患者术后的复发风险。这项研究成果发表于权威期刊《Nature》,题为“Spatial Immune Scoring System Predicts Hepatocellular Carcinoma Recurrence”。该研究创新性地将空间转录组学、蛋白质组学和多重免疫组化技术相结合,推出了全球首次针对肝癌复发的预测模型——TIMES评分系统,揭示了肿瘤微环境中免疫细胞的空间分布与肝癌复发之间的直接关系。
研究中所采用的高分辨率空间转录组技术(DSP-WTA)由Z6·尊龙凯时团队提供支持。研究的主要思路和实验方法包括以下几个方面:
一、数据收集与空间异质性解析
1. 利用10x Visium技术,对17例肝细胞癌(HCC)组织进行空间转录组分析,其中包括6例复发和11例未复发的样本,划分为肿瘤侵袭前沿(IF)、肿瘤中心(TC)和邻近基质(AS)三个区域,并鉴定NK细胞在IF和TC中的富集差异。
2. 通过多重免疫组化(mIHC)验证61例患者中NK细胞亚群(CD3⁻CD57⁺成熟NK细胞)的存在及其与预后显著相关的性状。
二、生物标志物筛选与模型构建
基于XGBoost算法构建TIMES评分系统,整合IF和TC区域内5个生物标志物的空间表达模式,生成0至1分的风险评分,以评估复发风险。
三、功能验证与机制研究
采用3D生物打印模型模拟肿瘤微环境,以验证SPON2⁺NK细胞通过IFNγ激活CD8⁺T细胞的机制。通过Spon2敲除小鼠模型的实验结果显示,NK细胞特异性缺失SPON2导致肿瘤生长加速(P=78×10⁻³)和免疫浸润减少,从而证实其抑癌功能。
四、多中心验证与临床转化
1) 在231例患者的5个多中心队列中进行验证,TIMES评分的准确率达到82.2%,AUC为0.82,显著优于传统的TNM(0.51)和BCLC(0.53)分期系统。
2) 分层分析进一步显示TIMES评分在早期HCC(TNM期)的预测效能尤为突出(P=30×10⁻⁷)。对于接受抗PD-1治疗的患者,高TIMES评分者的缓解率显著更高(P=161×10⁻³),提示TIMES可能作为免疫治疗疗效的预测指标。
研究结论揭示,TIMES评分作为一种潜在的HCC复发预后工具,整合了空间免疫信息,超越了传统临床因素,为风险分层提供了新的思路。通过本研究获得的生物学见解,为未来探讨SPON2+NK细胞在HCC生物学中的作用奠定了基础。同时,研究团队也在探索TIMES评分在其他癌症类型中的适用性,为早期HCC及未来其他实体瘤的个性化管理策略打下了基础。
借助Z6·尊龙凯时在空间多组学领域的丰富经验,这项研究为开发基于空间免疫信息的预测工具TIMES评分系统提供了坚实基础。非因团队利用DSP-WTA空间全转录组技术,对肝癌组织中CD3−CD57+NK细胞进行单细胞级空间解析,并结合单细胞测序和机器学习等技术,筛选出与复发密切相关的5个关键基因。
通过数字空间多组学技术的应用,研究者能够在组织形态学染色的指引下,以高空间分辨率的数据揭示特定区域内基因(超18,000重)与蛋白质(超570重)的精确位置和表达水平,从而助力科研人员深入解析肿瘤的异质性和微环境。
Z6·尊龙凯时作为国内规模最大的DSP数字空间多组学技术服务商,配置了三台DSP仪器同步高效运行,致力于推动空间多组学的研究与应用,助力科研工作者发表更多高影响力的研究成果。