作为最具侵袭性的肺癌类型，小细胞肺癌（SCLC）患者的预后较差，并且大多数患者在诊断之时就已经发生了转移。被寄予厚望的免疫检查点阻断疗法也仅略微提高了患者的中位生存率。

虽然SCLC在形态学上表现同质，但近期来自小鼠模型和人类肿瘤的数据表明，SCLC仍然存在显著的异质性。根据癌细胞中四种转录因子（ASCL1、NEUROD1、POU2F3和YAP1）的差异表达，研究人员对SCLC进行了分类。然而，这种分类下的不同亚型是否与特定的疾病阶段、转移潜能或免疫微环境相关，以及亚型之间是否存在可塑性等难题仍未得到解决。

近日，美国纪念斯隆·凯特琳癌症中心（Memorial Sloan Kettering Cancer Center）研究团队在Cancer Cell在线发表了题为“Signatures of plasticity, metastasis, and immunosuppression in an atlas of human small cell lung cancer”的文章。借助单细胞转录组和成像技术，研究团队构建了SCLC的单细胞图谱，鉴定出一组潜伏在肿瘤细胞周围、PLCG2高表达的干细胞样细胞亚群，这类细胞能够推动肿瘤的转移，并与患者的预后密切相关。该研究为小细胞肺癌的分子特征提供了支撑，为将来更加深入的研究提供了宝贵的数据资源，也为更为精准的治疗奠定了理论基础。

文章发表在Cancer Cell

研究人员分析了来自19名患者的21份SCLC临床样本以及作为对照的24例肺腺癌（LUAD）、4份癌旁正常肺样本的约16万个细胞的转录组数据。通过降维、聚类等分析，共鉴定包括上皮细胞、间充质细胞、淋巴细胞和髓细胞在内的四大类细胞群体。

为了量化SCLC患者间的异质性，研究团队计算了每个患者的Shannon熵值。低Shannon熵意味着患者之间存在较少的相同细胞亚群，即代表患者间的异质性较高。分析结果表明，恶性SCLC患者的样本间异质性（熵较低）明显高于LUAD患者，即使将分析局限于未接受治疗的样本，结果仍未改变。以上结果表明，虽然SCLC在组织形态学上表现均一，但其具有高度的肿瘤异质性，超过了LUAD和正常癌旁组织。

图1.细胞亚群鉴定及样本异质性分析，来源：Cancer Cell

研究团队综合分析了来自不同表型SCLC患者的数据，以确定是否存在共同的细胞类型可以解释SCLC的普遍侵袭性。虽然大多数细胞亚群仅特异存在于单个肿瘤样本中，但其中一个细胞亚群则在不同类型的多个样本中反复出现，显著高于其他细胞亚群，其特异高表达基因的通路富集分析结果显示，这些细胞富含与转移和神经干细胞相关的特征。

进一步分析表明，磷脂酶Cγ2（PLCG2）是该亚群中表达最高的差异上调基因，此前的研究表明，PLCG2与阿尔茨海默病及肿瘤转移有关。因此，研究人员首先检测了PLCG2作为潜在驱动因素的作用，结果发现，与促转移的表型作用一致，与肺相比，PLCG2在转移部位显著上调，在肝脏（SCLC最常见的转移部位）水平最高。

研究人员使用PLCG2单克隆抗体在代表SCLC肿瘤标本独立队列的组织微阵列（TMA）上进行MIBI成像，并成功鉴定出一组癌细胞表达PLCG2的患者。同时，这些PLCG2癌细胞的存在与患者总体生存率呈负相关，即PLCG2高表达的肿瘤患者总体生存率较低，表明高表达PLCG2的亚群具有干状、促转移的功能，并且其表达对SCLC的预后有显著影响。

图3. PLCG2细胞亚群与患者预后呈负相关，来源：Cancer Cell

在对其他髓系细胞亚群、免疫细胞亚群进行了深入分析后，研究团队还探索了PLCG2高表达细胞亚群与其他亚群的相关性，发现其与促纤维化、免疫抑制型单核巨噬细胞亚群有显著相关性。在评估与非髓系免疫亚群的相关性时发现，耗竭CD8 T细胞是唯一与PLCG2高表达亚群显著相关的群体。

此外，研究结果表明，复发性SCLC亚群可能存在于免疫抑制的肿瘤微环境中，其特征表现为CD8 T细胞耗竭，以及可能与上皮细胞-间质转化相关的促纤维化、免疫抑制的单核巨噬细胞群相关。

综上所述，该团队在单细胞维度揭示了无法用整体水平亚型来描述的SCLC肿瘤的高度异质性，并发现SCLC各个亚群之间具有可塑性和亚型之间相互转换的潜力。同时，研究团队还鉴定出一群潜伏在肿瘤周围的干细胞样细胞群，与患者的预后密切相关，并能推动肿瘤的转移行为。该研究可以帮助临床医生了解肿瘤内部的真实情况，并对基于此开发更加有效、精准的新型靶向治疗和免疫治疗方法的设计具有潜在意义。

文章通讯作者Charles M. Rudin博士表示：“如果我们能够更好地了解这些罕见的细胞群体，制定策略选择性地针对这些细胞群，我们或许能够抑制癌细胞的转移，并最终改善小细胞肺癌患者的预后。”