研究人員精繪轉移性乳腺癌單細胞羣落圖譜

從轉移性乳腺癌腫瘤獲取的單個活檢樣本中包含數十萬個細胞——有些是癌細胞，有些則是圍繞腫瘤的複雜免疫細胞、血管和支持組織網絡的一部分。研究人員通常把這些細胞當作混合羣體來進行分析，但這種方法可能遺漏罕見的細胞類型，而且難以得出細胞如何相互作用從而驅動疾病的結論。

現在，麻省理工學院和哈佛大學布羅德研究所、丹娜法伯癌症研究所、麻省理工學院、哈佛大學、斯坦福大學和慕尼黑路德維希-馬克西米利安大學的一組研究人員表明，逐個分析細胞或者在完整組織內對細胞進行分析的最先進方法，能夠揭示構成轉移性乳腺癌的細胞多樣性的新認識。

他們的研究在《自然醫學》上發表，也爲科學家提供了一種資源，有助於指導未來的實驗工作。該團隊比較了六種不同的高分辨率基因表達分析方法，包括四種空間分析方法，這些方法繪製了組織內細胞的位置，並揭示了關於哪些細胞相互作用以及如何相互作用的新細節。研究人員報告了這些方法在捕獲腫瘤和周圍組織的不同細胞特徵方面的效果。

這些結果爲未來針對轉移性腫瘤周圍的細胞如何影響其進展或治療結果展開的單細胞或空間分辨研究鋪平了道路。

“分析組織內單個細胞的方法已變得極爲強大，尤其是在腫瘤研究方面，但截至目前，尚無人探究將這些方法用於轉移性乳腺癌活檢時可能會怎樣，”阿維夫·雷格夫（Aviv Regev）說，他是布羅德核心研究所的前成員，共同領導了這項工作，現在在基因泰克公司工作。

“我們的目標之一在於表明，這些單細胞及空間方法能夠爲轉移性乳腺癌帶來重要的生物學見解，”尼克希爾·瓦格爾（Nikhil Wagle）補充道，他也是布羅德研究所的前科學家和該研究的共同資深作者，現在也在基因泰克公司工作。“最終，我們期望這些方法能有助於爲藥物開發提供信息，甚至能指導患者的個體化治療。”

這項工作屬於人類腫瘤圖譜網絡的一部分，該聯盟的任務在於構建人類癌症的三維細胞及分子圖譜。來自聯盟成員的另外十篇論文今天發表在《自然》、《自然醫學》和其他期刊上。

轉移性乳腺癌，即已從乳腺擴散至身體其他區域的乳腺癌，目前仍無法治癒，且與未擴散的乳腺癌相比，人們對其瞭解較少。特別是，關於周圍免疫細胞在轉移性腫瘤進展中的作用存在許多問題。

在這項新的工作中，該團隊使用兩種單細胞 RNA 測序方法對從 60 名不同患者收集的 67 個轉移性乳腺癌活檢樣本進行了分析。他們還將包括 Slide-Seq 和 MERFISH 在內的四種空間轉錄組學方法應用於一部分活檢樣本。這些活檢樣本來自各種轉移性乳腺癌亞型，取自包括淋巴結、肝臟、骨骼、皮膚和肺在內的不同疾病部位，並且是在患者治療過程中的不同時間點收集的。

雖然所有方法都能有效地獲取細胞信息，但有些方法在某些細胞類型的分析方面表現出色，有些方法在測量小部分基因的表達水平方面更勝一籌，而其他方法在對整個基因組中的所有基因進行分析方面最爲出色。

“我們覺得，沒法指定一個能通用於所有情況的優勝者，來滿足研究人員在想要生成這類數據時可能產生的各種需求”

雖然這項研究的目的不是針對轉移性乳腺癌得出新的生物學結論，不過研究人員指出，他們很驚訝地發現，在疾病進展期間，患者體內的 RNA 模式相當穩定，哪怕是在很長的一段時間裡，還有身體的不同部位也都是這樣。

“但通過這種方式對方法進行比較，我們得出的結果能夠幫助研究人員針對自己工作中該用哪種方法得出結論。”

“因爲我們選的樣本涵蓋了轉移性乳腺癌的臨牀多樣性，所以我們在針對特定生物學亞型或者臨牀場景的生物學問題得出明確結論這方面，統計效力有限”

運用他們在研究中所驗證的方法，研究人員現在希望開始提出更有針對性的生物醫學問題，例如活檢中的細胞在免疫治療前後如何變化，這有助於解釋爲何一些轉移性乳腺癌對這種治療的反應優於其他的。

他們還稱，儘管他們的工作僅侷限於轉移性乳腺癌，然而這或許會對研究其他腫瘤類型的研究人員產生影響。