一、文章信息
发表杂志名称：Journal of Translational Medicine
中文标题：空间转录组学揭示高 T 细胞和单核细胞状态可作为胰腺癌的预测和预后标志物
英文标题：Spatial transcriptomics reveal high T cell and monocyte status as predictive and prognostic markers in pancreatic cancer
影响因子：7.5
发表日期：2025 年 5 月 23 日
二、研究概述
本研究旨在借助数字空间分析（DSP）和免疫组织化学（IHC）分析，挖掘胰腺导管腺癌（PDAC）的预测或预后因素，并探究 upfront 手术（UFS）治疗与新辅助 FOLFIRINOX 化疗（NAT）后手术的 PDAC 病例，以及对 NAT 反应良好与不佳病例之间的差异。研究纳入 48 例接受手术切除（含或不含 NAT）的 PDAC 病例，依据美国病理学家学会（CAP）系统对 NAT 后的病理肿瘤消退情况进行分级。结果显示，UFS 组与 NAT 组在所有细胞类型中均无显著差异表达基因；NAT 组中，CAP 2 级的 pan-CK 和 CD45 阴性细胞中 MFAP4 和 EGR3 上调，且 CAP 2 级中 CD3、CD4、CD8 阳性细胞密度更高；多变量分析发现年龄、高单核细胞浸润和高 CD68 阳性细胞浸润是总生存期的独立预后因素。研究结论为 MFAP4 和 EGR3 的高表达以及 CD3、CD4、CD8 阳性细胞的高浸润可能是 PDAC 对 NAT 反应的预测标志物，高单核细胞浸润和高 CD68 阳性细胞浸润可作为 PDAC 的预后标志物。
三、研究结果
（一）NAT 组不同 CAP 亚组的基因表达差异图（图 1）
作者通过火山图展示了 NAT 组中 CAP 2 级和 CAP 3 级亚组在剩余细胞中的差异表达基因，设定 | log₂FC|>1 且 FDR 调整后的 p 值 < 0.05 为筛选标准，红色圆点代表显著上调基因，蓝色圆点代表显著下调基因，结果显示在 pan-CK 阳性细胞和 CD45 阳性细胞中，两个亚组无差异表达基因，但在剩余细胞中，CAP 3 级亚组的 KRT8 上调，CAP 2 级亚组的 MFAP4 和 EGR3 上调（图 1A）。作者利用 MsigDB 中的标志基因集对 pan-CK 阳性细胞进行基因集富集分析（GSEA），发现 CAP 3 级亚组中与转化生长因子 -β（TGF-β）通路相关的基因上调，而 CAP 2 级亚组中与 γ- 干扰素（IFN-γ）和 α 反应相关的基因通路富集（图 1B）。作者采用 MsigDB 中的免疫特征基因集对 CD45 阳性细胞进行 GSEA，结果显示 CAP 3 级亚组中与单核细胞相关通路的基因富集，CAP 2 级亚组中与 B 细胞或 T 细胞相关通路的基因富集（图 1C）。作者使用 MsigDB 中的标志基因集对剩余细胞进行 GSEA，发现 CAP 3 级亚组中上皮 - 间质转化（EMT）和血管生成相关通路显著，CAP 2 级亚组中 γ- 干扰素（IFN-γ）和肿瘤坏死因子 -α（TNF-α）通路上调（图 1D）。综上，作者通过对 NAT 组不同 CAP 亚组的基因表达及通路富集分析，明确了各亚组在不同细胞类型中的基因表达特点和关键富集通路。
（二）基于 CIBERSORTx 的免疫细胞解卷积分析与免疫组化分析图（图 2）
作者运用 CIBERSORTx 对免疫细胞组成进行分析，将每个病例中免疫细胞的比例按中位数分为低比例和高比例，结果显示 UFS 组中高浆细胞浸润更为常见（p=0.013），CAP 2 级组中高 CD8 T 细胞、CD4 naive T 细胞、CD4 记忆静止 T 细胞和 CD4 记忆活化 T 细胞浸润更普遍，但差异无统计学意义（图 2A）。作者对 NAT 组和 UFS 组的每个组织微阵列（TMA）核心选取一个感兴趣区域（ROI），依据可视化标志物（pan-CK：品红色，CD45：绿色，剩余细胞：黄色）进行分割以用于测序，黑色轮廓在 HE 染色核心中与 ROIs 匹配（图 2B）。作者通过 CD3、CD4、CD8 免疫组化分析发现，CAP 2 级亚组中 CD3、CD4 和 CD8 阳性细胞浸润比例高于 CAP 3 级亚组（图 2C）。综上，作者通过免疫细胞解卷积分析和免疫组化分析，明确了 UFS 组与 NAT 组以及 NAT 组不同 CAP 亚组在免疫细胞浸润方面的差异。
（三）荧光染色与 CD68 免疫组化染色代表性图像及 Kaplan-Meier 生存曲线（图 3）
作者展示了高单核细胞和低单核细胞、高 CD68 阳性细胞和低 CD68 阳性细胞浸润的代表性病例图像，直观呈现了不同浸润程度的细胞形态特征（图 3A）。作者绘制 Kaplan-Meier 生存曲线分析总生存期，结果显示高单核细胞浸润病例的总生存期显著较差（p=0.087），高 CD68 阳性细胞浸润病例的总生存期也显著较差（p=0.018）（图 3B）。综上，作者通过代表性图像展示和生存曲线分析，明确了高单核细胞和高 CD68 阳性细胞浸润与 PDAC 患者不良总生存期相关。
本研究运用数字空间分析（DSP）和免疫组织化学（IHC）技术，对 48 例接受手术切除（含或不含新辅助 FOLFIRINOX 化疗（NAT））的胰腺导管腺癌（PDAC）病例展开研究，对比了 upfront 手术（UFS）组与 NAT 组，以及 NAT 组中不同 CAP 分级（反应良好与不佳）病例的基因表达、免疫细胞浸润及临床病理特征差异，并分析了相关因素对患者生存期的影响。研究发现 UFS 组与 NAT 组在所有细胞类型中无显著差异表达基因，但 NAT 组中 CAP 2 级病例的 pan-CK 和 CD45 阴性细胞中 MFAP4 和 EGR3 上调，且 CD3、CD4、CD8 阳性 T 细胞浸润更丰富；年龄、高单核细胞浸润和高 CD68 阳性细胞浸润是总生存期的独立不良预后因素，女性、术后高 CA19-9 水平和高单核细胞浸润是无进展生存期的独立不良预后因素；同时还明确了 UFS 组与 NAT 组在初始分期、术前 CA19-9 水平、手术切缘等临床病理特征上的差异。研究结果表明 MFAP4、EGR3 的高表达及 CD3、CD4、CD8 阳性细胞的高浸润可作为 PDAC 对 NAT 反应的预测标志物，高单核细胞和高 CD68 阳性细胞浸润可作为 PDAC 的预后标志物，为 PDAC 的临床治疗方案选择和预后评估提供了重要依据，但研究也存在样本量较小、缺乏治疗前后配对样本等局限性，未来需更大规模研究及临床前模型验证相关结果
