撰文 | 漓
基因組和轉錄組學的發展大大豐富了我們對於癌症的理解，並給癌症的診斷和治療帶來了革命性的改變。之後，單細胞組學的出現也極大地擴充套件了我們對於腫瘤異質性的理解，但是單細胞組學卻以缺失空間資訊為代價。於是，空間轉錄組學（Spatial Transcriptomics，ST）崛起（注：關於空間轉錄組學發展史可以看Museum of Spatial Transcriptomics），它提供了空間水平的基因轉錄資訊，有助於我們理解空間結構下細胞與細胞之間相互作用。
乳腺癌是女性中最常見的癌中之一，可以根據不同的分子表達情況劃分為不同的亞型，其中15%-20%的乳腺癌為HER2陽性，這類乳腺癌患者儘管有靶向藥物如赫賽汀進行治療，但部分患者會產生藥物抵抗，因此也需要考慮開發赫賽汀之外的治療策略。
免疫治療已經在多種癌症中被證明可以增加患者受益。傳統認為乳腺癌並不是一種免疫性疾病，之後研究發現三陰性乳腺癌和HER2陽性乳腺癌中腫瘤浸潤淋巴細胞與臨床預後有關，並且相對於其它亞型，三陰性乳腺癌和HER2陽性乳腺癌與免疫的關係更近，另外HER2陽性乳腺癌患者中三級淋巴樣結構與患者治療收益相關。然而目前在臨床上免疫治療只在三陰性乳腺癌中批准，因此需要揭示HER2陽性乳腺癌的免疫特性、細胞構成以及分子特徵，探討HER2陽性乳腺癌免疫治療的可能性。
2021年10月14日，瑞典皇家理工學院Joakim Lundeberg團隊在Nature Communications雜誌上發表了文章Spatial deconvolution of HER2-positive breast cancer delineates tumor-associated cell type interactions，利用10x Genomics Visium空間轉錄組學解決方案（見下影片）和單細胞轉錄組測序繪製了8例HER2陽性乳腺癌患者36個癌症樣本的空間轉錄組圖譜。
研究人員選取了8名HER2陽性乳腺癌患者，每位患者選取3張（連續）或者6張（間隔均勻）切片。每個腫瘤都有一張切片經過病理醫生詳細註釋並劃分為：原位癌、侵襲癌、脂肪組織、浸潤的免疫細胞、連線組織。接下來，研究人員利用10x Genomics Visium空間轉錄組學解決方案對這36張切片進行空間轉錄組測序，並結合單細胞測序對每一個細胞進行了空間和轉錄資訊註釋。
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10x Genomics Visium空間轉錄組學解決方案影片
該研究主要有以下幾個發現：
1）不同患者之間的腫瘤細胞存在有異質性，甚至同一個病人的腫瘤中也存在異質性，比如HER2表達就存在空間表達不一致的情況；
2）不同的細胞簇有不同的基因表達特徵，比如腫瘤細胞中HER2、CDH1、EPCAM等高表達；免疫細胞如腫瘤相關巨噬細胞中高表達APOE、C1Q等、淋巴細胞、MHC相關細胞等高表達TRBC1、HLA等；
3）T細胞與髓系細胞如巨噬細胞存在共定位，並且存在I型干擾素反應，而此反應可以直接作用於腫瘤細胞，抑制其增殖、促進其凋亡，或者啟用抗腫瘤免疫反應；
4）三級淋巴樣結構組織（tertiary lymphoid-like structure）中富集通路與細胞啟用、分化、免疫反應相關；
總之，這一研究再一次為我們展示了空間轉錄組學在腫瘤中的應用，為我們繪製了HER2陽性乳腺癌中的空間轉錄圖譜以及單細胞水平上的細胞互作圖譜，有助於我們更加深入地瞭解HER2陽性乳腺癌的細胞與分子特徵。
原文連結：
https://www.nature.com/articles/s41467-021-26271-2.pdf
