国家生物信息中心相助判断泛癌脑转移要害特征
脑转移（Brain metastases, BrM）是癌症晚期希望的主要标记事务 ，也是造成患者殒命的主要缘故原由之一。约20%-40%的癌症患者会爆发脑转移 ，其中肺癌、乳腺癌、玄色素瘤、结直肠癌的脑转移发病比例较高。只管现有治疗手段取得了一定希望 ，但由于中枢系统特殊的情形和结构 ，使得大大都系统性治疗药物难以施展作用 ，大幅增添了脑转移的治疗难度。目今 ，随着患者原位肿瘤有用治疗后生涯时间的显著延伸 ，脑转移的爆发率大大增添 ，临床治疗面临严肃挑战 ，亟需对其举行周全系统性地研究 ，推进全新的治疗战略偏向。
4月10日 ，国家生物信息中心盘算生物学部邢旭东青年研究员联合北京大学、中山大学、美国哥伦比亚大学等单位在Cancer Cell?期刊在线揭晓了题为"Pan-cancer human brain metastases atlas at single-cell resolution"的研究论文。该研究从泛癌维度判断了脑转移的要害特征（Hallmarks） ，提供了潜在可临床干预的靶标。这些发明为攻克脑转移这一难题提供了新思绪、新战略。
该研究通过搭建跨癌种整合剖析流程 ，系统评估差别流程效果 ，乐成整合了自测数据与公共数据 ，最终获得包括108例人类泛癌脑转移样本的高质量数据集 ，描绘了BrM肿瘤微情形（Tumor microenvironment, TME）中的细胞组成类型 ，以及差别肿瘤类型和亚类的细胞组成比例差别。受生态和情形学中权衡物种多样性的灵感启发 ，研究职员立异性地开发了重构系数（Remodeling Index ，RI） ，用于盘算量化脑转移历程中细胞组成重构水平。通过比照组织泉源匹配的111例原发肿瘤（Primary Tumor, PT）公共数据 ，周全描绘了脑转移历程中差别癌种和亚型的重构差别。
使用两种差别的恶性细胞识别算法 ，研究职员系统判断了BrM恶性细胞跨癌种守旧的标记特征 ，包括染色体不稳固性增强、细胞增殖与血管天生特征的激活 ，以及神经样基因程序的激活等。值得注重的是 ，研究职员发明原位肿瘤阶段有一部分细胞已经具有了神经样基因程序的表达 ，这一效果提醒在脑转移事务爆发前可能就有一些恶性细胞获得了脑转移潜能。进一步 ，研究职员判断出PLCG2、VEGFA?和PNN 3个具有展望潜力的肿瘤脑转移分子靶标。
细胞品貌剖析展现BrM-TME中富集缺氧型肿瘤相关巨噬细胞（Hypoxic TAMs）、MMP9+周细胞（MMP9+ Pericytes）以及一群特殊的淋巴管样内皮细胞（Lymphangiogenic-like ECs）。剖析发明这些细胞状态与BrM的不良预后及免疫治疗耐药相关。该研究首次在脑转移领域判断出五种生态型（BrM-Ecotype）：以肿瘤细胞为主的荒原型（D型）、淋系免疫细胞富集的L型、髓系免疫细胞富集的M型、基质细胞富集的S型 ，以及组成平衡的B型。差别生态型对应特定病理模式和临床特征 ，体现该分型具有指导BrM临床治疗的潜力。
综上所述 ，该研究乐成剖析了肿瘤脑转移要害特征 ，并描绘了肿瘤从原发灶到脑转移历程的演化纪律 ，不但为明确脑转移机制提供了新思绪 ，更判断出多个脑转移要害希望标记事务 ，提供了潜在治疗干预靶点 ，为脑转移的临床疗效提供了数据驱动研究的新范式。
国家生物信息中心盘算生物学部邢旭东青年研究员为本文的第一作者。该研究获得了国家自然科学基金、国家重点研发妄想等项目资助。
研究效果概览图
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