小細胞肺癌(SCLC)是一種高度侵襲性的神經內分泌腫瘤，占所有肺癌病例的15%。SCLC與煙草致癌物暴露密切相關，具有早期擴散和預后差的特點，5年總生存率不足7%。盡管已知SCLC中存在TP53和RB1等抑癌基因的功能喪失突變，但高頻功能獲得性致癌基因突變鮮有報道，且腫瘤內異質性(ITH)以及腫瘤免疫微環境（TEM）圖譜尚未完全闡明。近期，中國醫學科學院腫瘤醫院周光飚研究組在《Signal Transduction and Targeted Therapy》發表題為“Characterization of the extrinsic and intrinsic signatures and therapeutic vulnerability of small cell lung cancers”的研究。該研究通過對314例SCLC患者樣本進行多組學分析，包括單細胞RNA測序(scRNA-seq)、bulk RNA測序、全外顯子測序(WES)、16S rRNA基因測序、PhenoCycler-Fusion(PCF)空間單細胞蛋白組等，系統性地描繪了SCLC的分子特征，并發現了FAK剪接變體這一潛在治療靶點。（華盈生物為該研究提供了PCF空間單細胞蛋白組檢測服務）
研究收集了314例SCLC患者的配對腫瘤和正常標本，采用了全面的多組學分析策略，包括39例患者的65個樣本(39個腫瘤、14個鄰近正常肺組織、7個外周血單個核細胞和5個淋巴結) 的scRNA-seq、45對腫瘤-正常組織的轉錄組測序、53對腫瘤-正常組織的16s rRNA測序、111對腫瘤-正常組織的WES、62例SCLC患者和56例健康供體的血清細胞因子檢測、12例患者FFPE樣本的PCF空間單細胞蛋白組（25種抗體）和136例SCLC腫瘤獨立驗證選擇性剪接事件(ASE)。
| 免疫微環境和腫瘤細胞異質性
scRNA-seq鑒定了7種主要細胞類型和58種細胞亞型，包括內皮細胞、成纖維細胞/成纖維細胞樣細胞、肺泡I/II型(AT1/2)/基底/纖毛細胞、神經內分泌(NE)/癌細胞、巨噬細胞(Mφ)/單核細胞、B細胞和T/NK細胞。研究者首先分析了免疫細胞特征，發現了27例未治療腫瘤中，19例免疫細胞比例<10%，7例為10-50%，1例>50%，說明了免疫微環境的異質性。研究者后續對巨噬細胞、B細胞和T/NK細胞進行了更加深入的分析。其次研究者解析了癌細胞的異質性，鑒定了14種癌細胞亞型，其中C1(SCLC-A-CRIP2)和C0(SCLC-A-MKI67)是最主要的癌細胞群體，C1占所有癌細胞的52.94%，C0占21.44%。在治療后，C0被完全消除，但是C1仍會部分保留，暗示了C1與耐藥和復發的潛在關系。除此之外，研究者還發現了一類表達干細胞特征標志物的一群癌細胞C18，這群細胞占所有癌細胞的0-25.78%，富集MYC靶標和WNT-β-catenin通路基因，抑制細胞周期G2M檢查點和p53通路。
| 免疫微環境的空間解析為了解析腫瘤微環境的空間圖譜，研究者進行了PCF空間單細胞蛋白組研究，總共檢測了25種抗體。PCF空間單細胞蛋白組實現了全切片成像，細胞分割之后分析了百萬級細胞，詮釋了多種免疫細胞亞型。PCF分析發現了腫瘤組織中浸潤免疫細胞少于癌旁肺組織，早期SCLC患者腫瘤中含有更多Granzyme B+CD8+ T細胞，治療后CR/PR患者中這些免疫細胞數量高于SD患者。
PCF空間單細胞蛋白組還發現了早期患者中存在更多的三級淋巴結構(TLS)。
| MHC分子的異質性表達
研究者重點關注了癌細胞上MHC分子的表達，scRNA-seq發現了MHC分子在癌細胞上的表達也存在明顯的異質性，MHC-I(HLA-A、HLA-B、HLA-C)在6個癌細胞簇中低表達，5個簇中高表達，MHC-I高表達簇占所有SCLC癌細胞的10%左右。PCF空間單細胞蛋白組學組織原位上驗證了EPCAM+癌細胞中也表達HLA-A和HLA-DRA。并且EPCAM+Ki67+癌細胞中幾乎不表達HLA-A和HLA-DRA。scRNA-seq也證實了MKI67基因和MHC分子表達呈現顯著負相關。PCF空間單細胞蛋白組分析揭示了早期患者腫瘤組織中的HLA-A和HLA-DR水平均高于晚期患者。治療前癌細胞中HLA-A/HLA-DR表達水平較高的患者對新輔助治療的反應更佳，且應答者中的HLA-A/HLA-DR表達水平顯著高于無應答者。位于核心區的癌細胞HLA-A表達較弱，而位于腫瘤邊緣的癌細胞表達強且周圍有免疫細胞浸潤。
| FAK剪接變體的發現與功能
研究者分析了bulk轉錄組學，發現了高頻選擇性剪接事件。在45例SCLC樣本中，18,268個基因(82%)表現出選擇性剪接事件(ASEs)，最重要的發現是FAK(PTK2)的剪接變體。研究發現了FAK剪接變體在154例SCLC患者中的119例(77.3%)存在，總共產生三種變體：FAK6、FAK7和FAK6,7。研究驗證了FAK變體在不同SCLC癌細胞亞型中的分布，分析了FAK剪接變體與較差預后顯著相關。體外和體內實驗顯示了FAK抑制劑PF562271對FAK6,7細胞系的抑制效果顯著優于野生型FAK細胞。在患者來源類器官(PDO)、異種移植(PDX)模型和H82異種移植小鼠模型中，PF562271都顯示了對腫瘤的顯著抑制效果。
最后研究者還分析了微生物組的差異性，發現了微生物組變異與腫瘤分期或吸煙狀態無關。WES分析發現了體細胞突變特征，以及環境致癌物的特征。
Wang GZ, Wang Z, Bai SH, Tan Y, Zhong WZ, Sun GG et al.Characterization of the extrinsic and intrinsic signatures and therapeutic vulnerability of small cell lung cancers.Signal Transduct Target Ther. (2025) 10:290.