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Cell：重磅！首次构建出人头颈癌的完整细胞图谱

2018年01月10日

来源：生物谷

头颈部肿瘤在美国和全世界范围内都是较为常见的，是癌症相关疾病和死亡的第六大原因。虽然这种肿瘤经常在舌头、脸颊或喉咙中发现，这就使得可通过外科手术摘除它，但是它能够通过淋巴结进一步扩散。不幸的是，一旦这种癌症在一种被称作转移的过程中以这种方式扩散，那么治疗它就变得更具挑战性，并且患者通常具有较差的治疗结果。

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图片来自麻省眼耳科医院（Massachusetts Eye and Ear Infirmary）

根据一项新的研究，含有经历部分发生上皮-间质转化（epithelial-to-mesenchymal transition, EMT）的细胞的头颈部肿瘤更可能侵入和扩散到身体的其他部位。来自美国麻省总医院和布罗德研究人员等研究机构的研究人员在这项新的研究中构建出头颈癌的首个图谱，揭示出原发性头颈部肿瘤和它们的转移瘤中的很多种不同类型的癌细胞和非癌细胞。EMT会让这些细胞由整齐排列的块状结构转化为不规则的延伸到周围环境中的结构。这些发现提供了关于头颈癌如何转移的重要线索，并且可能对其他的常见癌症产生影响。相关研究结果发表在2017年12月14日的Cell期刊上，论文标题为“Single-Cell Transcriptomic Analysis of Primary and Metastatic Tumor Ecosystems in Head and Neck Cancer”。

通过采用一种被称作单细胞RNA测序的方法，这些研究人员分析了来自头颈鳞状细胞癌（最为常见的头颈部肿瘤）的600多个细胞。通过他们的分析，他们构建出头颈癌中存在的所有不同细胞的图谱。他们也能够描述涉及癌细胞和它们所在环境中的正常细胞的一种独特的结构转变，这种转变允许肿瘤扩散。

论文共同通信作者、麻省总医院癌症中心的Bradley E. Bernstein博士说，“这是人肿瘤中发生的这种结构转变的最为清晰的图谱。多年来，人们已知道细胞能够失去它们与周围组织之间的连接，变得更具迁移性，但是这一点在人癌症中何时、如何和哪里发生一直存在着争论。”

部分发生上皮-间质转化（EMT）是一个导致通常是静态的细胞产生迁移能力的过程。这些发现提示着头颈部肿瘤短暂地“借用”正常胚胎发育中的这个过程来入侵附近的组织并进行扩散，而且这些发现可能适用于类似的癌症，如乳腺癌，前列腺癌和肺癌。

论文第一作者、哈佛医学院的Sidharth V. Puram博士说，“尽管我们激动人心地对头颈部肿瘤中的每种细胞类型提供了既丰富而又详细的描述，但是我们很快意识到独特的癌细胞存在于一些患者中，但不存在其他的患者中。我们想要知道这些癌细胞是否能够解释为何一些肿瘤扩散到脖子和脖子以下的部位，而其他的肿瘤则不会扩撒。”

治疗头颈部肿瘤的临床医生多年来一直面临这种肿瘤在患者体内扩散的可能性，而且外科医生仍然不确定如何寻找肿瘤转移，以及如何确定颈部中的淋巴结组织是否需要加以切除。理解这个过程有可能避免不必要的外科手术，而且也有助于规划化疗和放疗。

这些研究人员预计，在未来经历这种转变的肿瘤可能会影响临床上管理癌症患者的方式。这些知识将允许外科医生根据每名患者的肿瘤生物学特征而不是肿瘤的大小来做出决定，并且预测肿瘤扩散到身体其他部位的可能性。

论文共同通信作者、哈佛医学院的Derrick T. Lin博士说，“我们可能能够比我们当前的肿瘤分期系统更加准确地预测哪些患者将会存在着更差的预后。预测哪些患者将会发生淋巴结转移能够更好地优化我们的治疗策略。这种见解也可能导致人们开发出靶向这个过程和阻止从原发部位进行转移的新疗法，鉴于肿瘤转移是最难治疗的问题之一，也是癌症患者无法存活的最大原因之一，这些发现开辟了一个全新的研究领域。”

参考文献

Sidharth V. Puram, Itay Tirosh, Anuraag S. Parikh et al. Single-Cell Transcriptomic Analysis of Primary and Metastatic Tumor Ecosystems in Head and Neck Cancer. Cell, 14 December 2017, 171(7), 1611–1624, doi:10.1016/j.cell.2017.10.044