癌细胞是引发癌症的“源头力量”，但并非所有的癌细胞都会引起癌症，这是因为人体内的T细胞起到了灭杀癌细胞的作用。不过，当癌细胞数量过多时，T细胞会逐渐落入下风，进而就会引发癌症。因此，如何培养T细胞的“战斗力”就成为许多科学家新的研究方向。
再生医学网获悉，近日，北京大学生物医学前沿创新中心（BIOPIC）、生命科学学院、北京未来基因诊断高精尖创新中心（ICG）张泽民课题组联合北京大学肿瘤医院季加孚、步召德课题组以及北京大学第三医院，在国际期刊Science上发表了题为“Pan-Cancer Single Cell Landscape of Tumor-Infiltrating T Cells”的研究论文。
结合单细胞基因表达谱和T细胞受体序列，研究者系统地刻画了肿瘤浸润性T细胞的异质性和动态性，并系统地比较了癌症类型之间的异同。
单细胞转录组测序(scRNA-seq)已成功应用于多种癌症的肿瘤微环境的精细解析。例如，利用单细胞测序和生物信息技术，张泽民课题组及合作者之前曾对三个癌种，即肝癌、非小细胞肺癌和结直肠癌完成了单细胞水平的T细胞研究。但迄今为止仍然缺少对不同癌症类型的T细胞在单细胞水平进行系统比较分析。
为了更好地了解肿瘤浸润T细胞的全貌，揭示癌种间的共性和特殊性，该研究新产生了更多癌种的T细胞数据，包括骨髓瘤、淋巴瘤、肾癌、卵巢癌、子宫内膜癌、食道癌、甲状腺癌、乳腺癌、胃癌和胰腺癌，并广泛收集领域内已发表的类似数据。
该研究通过创新生物信息方法，校正混杂因素和批次效应后，有效整合了不同实验平台和实验室来源的数据，从而构建了系统的单细胞水平的泛癌症T细胞图谱。图谱最终涵盖了来自21种癌症类型的316名患者的397，810高质量T细胞数据。
该研究一共识别出17个CD8+T细胞类群和24个CD4+T细胞类群。癌、癌旁组织和外周血的T细胞组成具有明显的差异。特别是癌组织中出现了特有的耗竭CD8+T细胞，而TNFRSF9+Treg也在癌组织中高度富集。这些结果表明，肿瘤微环境明显地重塑了T细胞的状态。
该研究揭示了CD4+和CD8+T细胞亚群的异质性、分化路径以及转录调控。对于CD8+T细胞，研究者揭示了T细胞耗竭的两种常见主要途径，即分别通过效应记忆T细胞和组织驻留T细胞这两种未耗竭状态。此外，KIR+类NK态T细胞、TC17细胞或CD8+Treg细胞均有可能转化为耗竭T细胞，但这些转化只在少数癌种中观察到。
研究者进一步分析了T细胞耗竭相关的转录因子。TOX，PRDM1等已被报道的转录因子在大多数癌种的耗竭T细胞里高表达，但也有一些转录因子的表达呈现一定的癌种偏向性，如SOX4和FOXP3等。
对于CD4+T细胞，IFNG+TFH/TH1和TNFRSF9+Treg是两群主要的潜在肿瘤响应T细胞。该研究推断IFNG+TFH/TH1细胞可能由经典的IL21+TFH分化而来。TNFRSF9+Treg主要由其他Treg转化而来，但在少数癌种里TNFRSF9+Treg可能从一些非Treg细胞转化而来，如TH17和TFH。
该研究还探索了多种因素和肿瘤浸润T细胞组成的关系。肿瘤的突变总量以及具体的基因突变都能够影响肿瘤浸润T细胞。例如，肿瘤突变负荷与IFNG+TFH/TH1细胞的比例显着正相关，而肿瘤的FAT1体细胞突变与TNFRSF9+Treg细胞的比例也显着正相关。
此外，研究者发现肿瘤浸润T细胞的组成在不同癌种间也有显着差异。基于此，研究者提出了根据肿瘤浸润T细胞的组成对患者进行免疫分型。研究者发现可以将癌症患者分为终末耗竭CD8+T细胞占比高与组织驻留记忆CD8+T细胞占比高的两个组群，并且后者总体上比前者有更好的生存预后。
T细胞“战斗力彪悍”，是帮助人体抵御癌症侵袭的“头号屏障”。尤其是T细胞中的毒性T细胞更是杀伤癌细胞的“主要战力”。对此，
再生医学网表示，该项研究成果的问世，将有助于世人能够更加直观地认清楚T细胞在癌症预防与治疗中的重要作用。
