开年红，普罗亭署名、联合发表又一力作。

2022年1月31日，浙江大学医学院附属第一医院肿瘤内科方维佳团队、基础医学院陈伟教授课题组、生仪学院尹巍巍副教授课题组、医学院附属第一医院曾浔研究员团队，联合普罗亭在国际专业学术期刊《Journal for ImmunoTherapy of Cancer》(IF=13.8)上发表了题为“Single-Cell immune signature for detecting early-stage HCC and early assessing anti-PD-1 immunotherapy efficacy”的研究论文。普罗亭从项目开发、实验检测到数据分析，全程深度参与设计和实施。

文章通过CyTOF技术对不同阶段 HCC 患者的免疫特征进行系统分析，明确了早期HCC患者特异性的外周免疫特征；并根据免疫图谱特征对HCC患者进行预测分类，随后结合生物信息学，刻画并捕捉了一线和二线HCC晚期患者接受抗PD-1免疫单药治疗过程中的外周单细胞免疫图谱的动态变化特征及模式，从而提前准确区分治疗有效和无效患者。

Fig.1 研究思路

CyTOF分析不同阶段HCC患者外周免疫特征

为了揭示外周血中免疫成分的变化以及 HCC 的发展，研究人员对57个 PBMC 样本进行了CyTOF分析，将获得的细胞簇注释为五个主要的免疫亚群（T 细胞、B 细胞、NK 细胞、单核细胞和DC）。对于B细胞亚群，在BCLC-A HCC患者中没有发现可区分的相关临床特征差异 ，在治疗或未治疗的 BCLC-C HCC 组之间也未发现任何显著差异，表明全身治疗可能不会针对改变这些患者的 B 细胞组成。对于两个已识别NK 细胞亚群，BCLC-C HCCtr0（接受治疗的晚期HCC）患者中的频率恢复到与早期 HCC 和 HH（良性肝肿瘤）组相似的水平，提示全身治疗可能会影响 NK 细胞组成以降低其细胞毒性，或者全身治疗可能促进细胞毒性 NK 细胞转移到 TME 并诱导 NK 细胞介导的对肿瘤的反应（Fig.2）。

Fig.2 不同阶段HCC 患者B 细胞和NK 细胞特征

研究人员发现 T 细胞在不同 HCC 组中的阶段依赖性变化。BCLC-C HCCun0组（未接受治疗的晚期患者）的 CD8+ 效应 T 细胞和细胞毒性NK细胞（NK2）与 Terg 细胞的比例显著高于其他三个患者组，表明在 BCLC-C HCCun0 患者中存在更具细胞毒性的外周免疫特征；与 HD 组相比，BCLC-C HCCtr0 组的 NK2 与调节性 T 细胞的比例显著降低；这些结果共同表明肿瘤发生可以逐渐改变外周 T 细胞的组成（Fig.3）。

Fig.3 不同阶段HCC 患者T 细胞特征

综合免疫特征预测早期肝癌

研究人员进行了全面的相关性分析以描述外周血中的免疫相互作用，并揭示了五组中不同的相关性模式。通过主成分分析 (PCA) 确定全身免疫特征的总体差异，发现存在能够有效区分早期 HCC 和 HD/HH 样本的外周免疫特征，随后构建了一个能够预测早期 HCC 患者的分类器，并获得了 91.5% 的预测准确度（Fig.4）。

Fig.4 综合免疫特征预测早期肝癌

免疫检查点阻断(ICB) 单药治疗后 HCC 患者的个性化外周免疫变化

在揭示外周免疫特征可以作为评估 HCC 阶段特异性变化的敏感指标后，研究人员接下来探索了在接受抗 PD-1治疗后的晚期 HCC 患者中外周免疫细胞的变化。对来自 10 名接受抗 PD-1 单药治疗12~18 周的 BCLC-C HCC 患者的一系列连续PBMC 样本进行单细胞 CyTOF 分析。发现患者之间主要免疫亚群中可区分为纵向模式的持久临床受益（DCB）患者 和非持久受益（NDB） 患者。DCB 患者的总 T 细胞逐渐增加并显著富集，且在接受抗 PD-1 单药治疗后显示出与 NDB 患者不同的动态轨迹，这表明DCB和NDB患者之间存在不同的反应模式，并且这些模式可以潜在地用于监测抗PD-1单一疗法的疗效（Fig.5）。

Fig.5 抗PD-1单药治疗后 HCC 患者的个性化外周免疫变化

研究人员在一线和二线患者组的 DCB 患者中使用相关系数进行分级分类。结果显示 N5 和 C1（DCB 患者）与其他 NCB 患者的明显分离，表明已识别免疫亚群（T02、T05、T10、T13、T15 和 T27）的动态变化可作为评估晚期 HCC 患者抗 PD-1 单药治疗有效性的潜在指标（Fig.6）。

Fig.6 DCB 和 NDB 患者的不同反应模式

文章总结

在这项研究中，研究人员应用单细胞 CyTOF 分析不仅描绘了 HCC 不同阶段的静态外周免疫图谱，还描绘了抗 PD-1 单药治疗的晚期 HCC 患者免疫图谱的动态变化。通过对外周免疫亚群，特别是淋巴细胞的详细分析，首先确定了 健康志愿者（HD）/良性肝肿瘤 (HH) 组和早期 HCC (BCLC-A HCC) 组之间的显著免疫差异。与“金标准”AFP 水平相比，综合免疫特征可能提供更有效和微创的预测生物标志物来帮助诊断早期HCC，表明了使用综合外周免疫特征作为早期 HCC 筛查的潜在敏感和新型液体指示剂以补充传统筛查方法并提高其预测性能的可行性。

该研究中所提出的基于CyTOF的单细胞免疫图谱检测及分析方法，未来可作为一种可行且灵敏的液态活检技术，广泛适用于与疾病进展、治疗及预后相关的动态伴随监测。

【参考文献】Shi J, Liu J, Tu X,et al. Single-cell immune signature for detecting early-stage HCC and early assessing anti-PD-1 immunotherapy efficacy. J Immunother Cancer. 2022 

【原文链接】https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35101942/