结膜黑色素瘤(CoM)是一种潜在的破坏性肿瘤，可能导致远处转移。尽管针对远处转移的CoM采取了多种治疗策略，但临床结果仍然不佳。CoM在中国患者的临床表现更为激进，预后更差，这凸显了深入理解CoM肿瘤微环境(TME)的重要性。
今天，小备与大家分享一篇于2024年6月发表在《Cell Discovery》杂志上的研究文章，文献题目为“Single-cell sequencing depicts tumor architecture and empowers clinical decision in metastatic conjunctival melanoma”。这篇文章通过单细胞测序技术，详细描绘了CoM的肿瘤结构，并为临床决策提供了有力的支持。
研究思路
2. 分析肿瘤进展过程中的细胞动态变化，揭示肿瘤进展过程中的细胞组成和分子特征的变化;
3. 探索CAFs和免疫细胞在肿瘤转移中的作用;
4. 转化研究结果到临床治疗，评估联合治疗疗效。
研究方法
样本收集：正常结膜样本(n=3)和结膜黑色素瘤样本(n=7)，共获取47,017个细胞
实验技术：scRNA-seq、FACS、空间蛋白组、多色免疫荧光等
研究目的
1. 揭示CoM的肿瘤微环境，描绘CoM的细胞组成和分子特征。
2. 理解肿瘤进展的分子机制，探索CAFs和免疫细胞在CoM远处转移中的作用。
3. 评估新的治疗策略，探索VEGFR阻断剂与抗PD1疗法联合治疗对远处转移CoM患者的疗效。
研究结果
单细胞分析揭示CoM肿瘤微环境中的细胞异质性
研究者通过对47,017个细胞进行单细胞RNA测序，详细描绘了良性结膜组织和结膜黑色素瘤(CoM)中的细胞异质性。通过降维分析，研究者能够区分出包括黑色素细胞/黑色素瘤细胞、T细胞、B细胞、浆细胞、中性粒细胞、肥大细胞、内皮细胞、成纤维细胞和上皮细胞在内的多种细胞类型。值得注意的是，研究中发现在稳定肿瘤组(ST组)和远处转移肿瘤组(DMT组)之间，细胞类型的组成存在显著差异，这为理解CoM的肿瘤进展提供了重要的细胞基础。
图1 通过scRNA-seq注释CoM和非恶性结膜样本中细胞类型多样性
转录轨迹分析揭示肿瘤发生和发展路径
通过转录轨迹分析，研究者探索了CoM的起源和肿瘤状态转换，揭示了两个不同的细胞系，从共同的祖细胞状态分化为黑色素瘤细胞和黑色素细胞。这一过程中，特定的基因签名被激活，包括细胞粘附、免疫反应和黑色素小体组织的信号通路。此外，研究还通过Monocle算法对黑色素瘤细胞进行了伪时间分析，以描绘其在ST组和DMT组中的进化轨迹，进一步揭示了CoM发展过程中的关键分子事件。
图2 不同基因表达特征揭示肿瘤发生和转移的触发因素
免疫微环境与肿瘤远处转移的关系
CAFs通过增强血管生成促进CoM的远处转移，研究发现，在DMT组中CAFs的数量比ST组多，暗示CAFs在CoM远处转移中的促进作用。CAFs与血管内皮细胞的相互作用增强，表现出与血管生成相关的基因表达增加。通过体外实验，证实了CAFs能够增强人脐静脉内皮细胞的管状结构形成能力。
远处转移CoM中相对静止的免疫生态系统，研究分析了CoM样本中的免疫细胞组成，发现DMT组中CD8+ T细胞的浸润水平降低，而原始CD8+ T细胞的比例增加，导致了一个相对静止的免疫环境。这表明在远处转移的CoM中，功能CD8+ T细胞被排除，形成了一个“冷”肿瘤微环境。
图3 CAFs通过促进血管生成支持远处转移
图4 CD8+ T细胞在远处转移性CoM的独特免疫微环境中发挥重要作用
VEGFR阻断联合抗PD1治疗在远处转移CoM患者中展现临床效果
基于前期研究结果，研究者启动了一项临床试验，评估VEGFR阻断剂与抗PD1疗法联合治疗远处转移CoM患者的疗效。两名参与试验的患者在接受联合治疗后，病情稳定，肿瘤负担减轻，试验显示，VEGFR阻断剂与抗PD1疗法联合治疗对远处转移的CoM患者显示出有希望的肿瘤抑制效果。
图5 VEGFR阻断联合抗pd1治疗全身转移性CoM患者的临床研究
研究将scRNA-seq分析转化为处理癌症的临床试验的探索，揭示了CoM肿瘤发生和进展期间TME的景观和异质性，为远端转移的CoM的管理中的临床决策提供支持。通过结合抗VEGFR和抗PD1疗法，为远处转移的CoM患者的治疗提供了新的策略。
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