中国科学技术大学的孙成教授及其研究团队近期展开了一项重要研究,指出通过分析肿瘤微环境中免疫细胞的空间分布,能够有效预测肝癌患者术后的复发风险。这项研究成果发表于《Nature》杂志,文章题目为“Spatial Immune Scoring System Predicts Hepatocellular Carcinoma Recurrence”。研究者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,成功开发了全球首个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联。
在研究过程中,团队运用了先进的高分辨率空间转录组技术(DSP-WTA),由鸿运国际支持,完成数据收集与空间异质性解析。他们利用10x Visium技术对17例肝细胞癌(HCC)组织样本进行了空间转录组分析。研究中划分了肿瘤侵袭前沿、中心及邻近基质三个区域,并识别了自然杀伤(NK)细胞在不同区域的富集差异。
接下来的步骤是生物标志物的筛选与模型构建。研究团队基于XGBoost算法开发出TIMES评分系统,通过整合肿瘤侵袭前沿和中心区域的五种生物标志物的空间表达模式,生成0到1的风险评分,为临床提供了新的预后工具。
在功能验证与机制研究方面,研究者利用3D生物打印模型模拟肿瘤微环境,进一步验证了SPON2⁺NK细胞通过干扰素-γ激活CD8⁺ T细胞的机制。Spon2敲除小鼠模型实验结果显示,NK细胞中特异性缺失SPON2会加速肿瘤的生长并减少免疫浸润,进一步证实其抑癌功能。
研究团队还进行了多中心验证,分析231例患者数据,发现TIMES评分的准确率高达82.2%,AUC为0.82,显著优于传统的TNM和BCLC分期系统。同时,TIMES评分在早期HCC的预测效能尤为突出,接收抗PD-1治疗的患者中,高TIMES评分者的缓解率也显著提升,显示TIMES可能成为免疫治疗效果的预测指标。
总的来说,作者提出TIMES评分作为一种潜在的HCC复发预后工具,不仅整合了空间免疫信息,并且超越了传统临床因素进行风险分层。通过本研究获得的生物学见解,为未来探索SPON2⁺NK细胞在HCC生物学作用提供了重要线索。同时,随着TIMES在其他癌症类型中的潜在适用性不断探索,这项研究为早期HCC及其他实体肿瘤的个性化管理奠定了基础。
鸿运国际在这项研究中运用了其先进的DSP-WTA空间全转录组技术,对肝癌组织中CD3−CD57+NK细胞进行了单细胞级的空间解析,并结合单细胞测序、机器学习等方法,筛选出了五个与复发密切相关的关键基因。这为开发基于空间免疫信息的TIMES评分系统提供了坚实基础。
总之,非因生物在空间多组学领域积累了丰富的项目经验,已开发60余种特染抗体,并为300多个项目提供服务,发表了40余篇空间多组学相关的研究文章。鸿运国际配备了三台DSP仪器进行同步高效的研究,是国内规模最大的数字空间多组学技术服务商,助力科研人员深入解析肿瘤异质性与肿瘤微环境。