《npj Precision Oncology》：Unveiling personalised targets of PD-1 blockade hyperprogression in a cervical adenocarcinoma via longitudinal single-cell and spatial monitoring
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本研究针对宫颈腺癌患者在接受PD-1抑制剂治疗后出现超进展疾病（HPD）这一临床难题，通过纵向单细胞RNA测序、T细胞受体谱分析和空间转录组学技术，深入剖析了单个病例的肿瘤微环境动态演变。研究发现HPD与两个关键机制相关：T细胞中IFNγ-STAT1-LAG3轴介导的免疫抑制，以及成纤维细胞通过IGF1-IGF1R信号支持上皮细胞增殖与存活。空间分析进一步识别出免疫治疗后形成的促转移生态位。该研究为理解HPD机制提供了高分辨率视角，并提名LAG3和IGF1R为潜在治疗靶点，展示了实时多组学分析在精准肿瘤学中的巨大潜力。
宫颈癌是全球女性癌症相关死亡的主要原因之一，其中宫颈腺癌占病例的12.2%，其对免疫检查点抑制剂（ICIs）的反应多变且有限，部分患者会出现超进展疾病（HPD）。HPD是一种令人担忧的现象，其特征是免疫治疗开始后肿瘤生长意外加速、临床迅速恶化以及新转移灶的出现。HPD不仅抵消了治疗益处，而且预示着不良预后，然而其潜在的分子和细胞机制仍然知之甚少。尤其当患者携带如高肿瘤突变负荷（TMB）等预测性生物标志物时，发生HPD更显意外，凸显了当前认知的局限性和深入探究的紧迫性。
为了深入揭示HPD的机制，并为个体化治疗提供线索，研究人员在《npj Precision Oncology》上发表了一项针对一例罹患HPV阴性IV期宫颈腺癌的75岁女性患者的深入研究。该患者在经历初始化疗（紫杉醇+卡铂）获得部分缓解后，接受了帕博利珠单抗（Pembrolizumab，一种PD-1抑制剂）治疗，但在两个周期后出现了HPD。研究团队利用了这一独特的临床案例，在免疫治疗前后分别采集了患者的肿瘤组织和外周血单核细胞（PBMCs）。
本研究运用的几个关键技术方法包括：单细胞RNA测序（scRNA-seq）用于解析治疗前后肿瘤和PBMCs在单细胞分辨率下的转录组图谱和细胞异质性；T细胞受体（TCR）测序用于追踪T细胞的克隆动态；空间转录组学用于揭示基因表达在肿瘤组织原位的空间分布及细胞生态位的形成；此外，还包括生物信息学分析如细胞间通信推断（CellChat）、拷贝数变异（CNV）分析、伪时间轨迹分析等，以整合多组学数据并挖掘生物学见解。样本来源于单一病例的纵向采样。
病例报告与细胞图谱构建
研究首先报告了该例HPV阴性宫颈腺癌患者在接受两周期帕博利珠单抗治疗后发生HPD的临床过程，诊断依据包括症状恶化、RECIST标准下的肿瘤快速增长（>50%）、新转移灶出现、TMB显著下降（从10.3降至1.52 mut/Mb）以及MDM2基因扩增。通过scRNA-seq，研究人员构建了治疗前后肿瘤和PBMCs的单细胞图谱，鉴定了28种细胞类型。上皮细胞被分为三个亚群：代表恶性细胞的MUC1 EpiC（非整倍体，腺癌来源）、二倍体的KRT13 EpiC（与鳞状上皮相关）和同时表达MUC1与KRT13的CXCL3 EpiC（炎症特征）。免疫治疗后，肿瘤微环境发生显著变化，包括CD8效应T细胞（Teff）浸润增加、成纤维细胞比例上升等。
LAG3诱导与免疫逃逸
对免疫检查点分子的分析显示，治疗后T细胞（尤其是CD8 Teff和γδ T细胞）中淋巴细胞活化基因3（LAG3）的表达显著诱导，其配体半乳糖凝集素3（LGALS3）在多种细胞类型中上调。TCR测序发现，肿瘤中扩增的主要T细胞克隆（包括预先存在的、新出现的以及从外周募集的克隆）高表达LAG3。LAG3与TIGIT共表达，且未伴随强烈的细胞毒性和早期活化特征，提示其更可能代表一种功能失调状态，从而在HPD中导致免疫抑制。
IFNγ-STAT1轴与LAG3表达关联
scRNA-seq分析揭示，治疗后肿瘤浸润的CD8 Teff细胞中，不仅LAG3上调，干扰素-γ（IFNγ）及其下游信号分子STAT1以及干扰素刺激基因（如ISG15, IRF7）也显著上调。基因集富集分析（GSEA）证实了干扰素反应的激活。IFNγ主要由CD8 Teff细胞产生，而STAT1的诱导广泛存在于多种细胞类型，表明IFNγ通过旁分泌作用影响整个肿瘤微环境。进一步的泛癌分析显示IFNG、STAT1和LAG3表达呈正相关，支持了IFNγ-STAT1通路激活驱动LAG3上调的模型，这可能由于该患者肿瘤中存在IFNB基因突变所致。
成纤维细胞-上皮细胞通过IGF1的串扰
成纤维细胞是治疗后另一个显著变化的群体，其干扰素反应信号增强。细胞通信分析（CellChat）表明，成纤维细胞是上皮细胞的主要相互作用者。研究发现成纤维细胞通过胰岛素样生长因子1（IGF1）-IGF1受体（IGF1R）轴促进KRT13 EpiC（二倍体上皮细胞）的增殖，并通过IGF1-整合素α6（ITGA6）途径支持所有上皮细胞亚群的存活。基因表达谱与此一致：治疗后成纤维细胞中IGF1上调，KRT13 EpiC中IGF1R特异性升高，上皮细胞中ITGA6表达。这提示成纤维细胞重编程并通过IGF1信号支持上皮细胞生长，可能是HPD的一个促进因素。
空间转录组学识别促转移生态位
空间转录组学分析识别出12个不同的空间生态位，包括具有高拷贝数变异（CNV）的肿瘤核心、肿瘤边缘和肿瘤卫星生态位。伪时间轨迹分析确定了五个基因模块，其中模块3（细胞迁移）在治疗后的肿瘤卫星生态位中特别富集。与该生态位相关的信号通路包括补体激活、胶原纤维组织以及基质金属蛋白酶14（MMP14）介导的信号，表明其具有促转移特性，这与患者出现新转移灶的临床观察相符。
研究结论与讨论部分强调，本研究通过纵向单细胞和空间转录组学分析，揭示了宫颈腺癌PD-1抑制剂治疗后发生HPD的分子和细胞机制，主要涉及IFNγ-STAT1-LAG3轴相关的T细胞功能受损和成纤维细胞通过IGF1-IGF1R信号支持上皮细胞增殖/存活。空间图谱进一步发现了免疫治疗相关的促转移生态位。这些发现提名LAG3和IGF1R作为该例HPD患者的潜在治疗靶点。
该研究的重大意义在于展示了如何利用实时、多模态分子分析来监测肿瘤微环境重编程，从而快速识别HPD的适应性抵抗机制，并为制定个体化治疗策略（针对微小残留病、无应答者及超进展病例）提供了概念框架。尽管源于单病例研究，局限性包括结论需在更大队列中验证、机制多为相关性需功能实验证实，但这项工作凸显了在肿瘤异质性高和一线治疗结果难以预测的背景下，纵向监测对于精准肿瘤学，尤其是适应性二线治疗开发的关键重要性。它为解决免疫治疗超进展这一严峻挑战提供了新的见解和潜在方向。
