华西医院团队揭示磨玻璃结节到肺癌进展机制，发现6种关键细胞生态位

华西医院团队揭示磨玻璃结节到肺癌进展机制，发现6种关键细胞生态位

近日，华西医院刘伦旭/沈慎思团队在国际知名期刊《Cell Reports Medicine》上发表了一项突破性研究，揭示了磨玻璃结节到实性肺癌进展的多细胞生态位，为早期肺癌的诊治提供了新的临床前基础。

磨玻璃结节是一种在肺部CT影像中表现为模糊、密度增高的阴影，类似磨砂玻璃样，通常小于30mm。它可能是良性的（如炎症或感染），也可能是恶性的（如早期肺癌）。随着低剂量CT筛查的普及，磨玻璃结节的检出率逐不断攀升。磨玻璃结节既可能是各种良性病变，如局部间质纤维化和炎症，也可能反映肺癌相关的不同阶段，包括原位腺癌、微浸润腺癌和浸润腺癌。

研究团队利用机器学习算法，整合58名肺腺癌患者的单细胞RNA测序和全外显子组测序数据，识别出11种主要细胞类型的42种细胞状态。进一步分析发现，肺腺癌细胞高表达VIM、SERPINA1和IFI16与实性成分增加相关，提示转移风险和治疗预后不佳。

结合单细胞机器学习及原位空间免疫荧光检测，研究人员识别了由不同状态细胞组成的6种多细胞生态位（lung multicellular ecotypes，LMEs），并分别发现与预后不良相关的生态位（LME01）以及与免疫治疗预后密切相关的生态位（LME04）。

研究团队还发现，磨玻璃样肺癌在早期能够有效呈递被CD8+ T细胞识别的新抗原（EGFR突变），提示免疫环境在早期能够有效控制磨玻璃肺结节的恶化进展。然而，随着实性成分的出现，识别新抗原的CD8T细胞表达出更少的效应分子，更多的耗竭分子，由此肿瘤细胞突破免疫防线，进一步进展并转移。

这一发现为基于免疫手段的早期肺癌介入治疗提供了新的线索。四川大学华西医院常务副院长、胸部肿瘤研究所所长刘伦旭主任医师表示：“近年来，以免疫检查点抑制剂（ICIs）为代表的免疫治疗策略革新了肺癌治疗。在早期肺癌中，联合ICI和化疗作为新辅助治疗的方案也受到关注。另一种有潜力的免疫治疗策略是将肿瘤新抗原作为肿瘤疫苗，因其来源于肿瘤特异的遗传改变。”

华西医院的研究团队认为，机器学习相关的人工智能在肺癌早期的应用前景非常广阔。首先，通过分析医学影像数据，如CT扫描和X射线片，机器学习可以帮助医生更准确地检测和诊断早期肺癌病变。其次，机器学习可以利用临床和分子数据，包括基因组学和蛋白组学数据，来预测患者的肺癌风险和预后，为早期筛查和个体化治疗提供依据。

此外，机器学习还可以帮助解析肺癌的发病机制，发现新的生物标志物，指导药物研发和临床试验设计。研究团队通过Ecotyper对单细胞转录组数据识别早期肺癌中细胞相互作用网络，从而得到肺癌相关的多细胞生态位（LME）；并在此基础上通过神经网络算法TCRAI成功识别出早期肺癌EGFR相关新抗原，为肺癌早期临床免疫介入治疗提供了磨玻璃结节进展的潜在细胞分子机制。

这一突破性研究有望改善磨玻璃结节的诊断和治疗策略，为患者带来更多希望。华西医院的研究团队将继续深入研究，以期为临床提供更精准的诊断和治疗方案。