文献解析|《细胞发现》：复旦赵曜团队联合浙大郭国骥团队，利用单细胞测序指导脊索瘤新药临床试验

颅底脊索瘤（SBC）是一种罕见的、源自斜坡或鞍区脊索残留组织的恶性骨肿瘤，年发病率极低，约为每百万人0.1~1例。由于其位置深在，毗邻关键组织、血管及神经，手术全切除难度极大，且术后肿瘤残留和复发率高达80%。更棘手的是，残留肿瘤对常规放射治疗不敏感，且缺乏公认有效的药物治疗方案。因此，颅底脊索瘤患者在经历多次“手术-复发”循环后，往往陷入“无药可医”的困境。这一背景下，复旦大学附属华山医院神经外科赵曜教授团队与浙江大学郭国骥教授团队的联合研究，为脊索瘤的治疗带来了新的希望。

研究背景与目的

颅底脊索瘤因其低发病率和高治疗难度，一直是医学界的研究难点。研究团队希望通过揭示其发病机制，寻找有效的治疗靶点，以改善患者的预后。为此，他们利用先进的单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术，对颅底脊索瘤细胞进行深入分析，以期发现新的治疗策略。

研究方法与过程

1. 样本收集与测序

研究团队首先收集了6名未接受过放疗的患者的12个颅底脊索瘤样本，利用单细胞转录组测序技术，共获取了90691个细胞的转录组数据。这些数据为后续的细胞分类和功能解析提供了坚实的基础。

2. 细胞分类与鉴定

基于测序数据，研究人员将所有细胞划分为10种亚型共17簇细胞。通过infer CNV及脊索瘤相关标志物，他们进一步鉴定出约60000个恶性细胞（即肿瘤细胞）及约30000个非恶性细胞（间质细胞、免疫细胞等）。这些细胞的分类为后续的功能研究提供了清晰的框架。

3. 干细胞亚群的发现

鉴于颅底脊索瘤对放疗的抵抗性，研究团队推测其中可能存在肿瘤干细胞（CSCs）。他们利用此前研究总结出的脊索瘤等恶性骨源性肿瘤的干细胞标志物，对颅底脊索瘤肿瘤细胞进行干细胞打分。结果发现，其中一个亚群（cluster 3）在恶性细胞中具有较高的干细胞特征。通过通路富集分析和单细胞轨迹分析技术（scVelo），研究人员进一步证实了这一亚群为颅底脊索瘤肿瘤干细胞簇。

4. 放疗抵抗机制的探索

为了探索该干细胞簇与脊索瘤放疗抵抗的相关性，研究人员对颅底脊索瘤细胞系进行X光照射，并将照光前后的肿瘤细胞进行RNA-seq分析。通过差异表达基因富集分析，他们发现了与放疗抵抗密切相关的通路和组织蛋白酶L（CTSL）。后续的体外实验初步验证了CTSL的抑制剂（Z-FY-CHO）可以显著降低脊索瘤细胞系的放疗抵抗性，提示CTSL可作为颅底脊索瘤放疗增敏剂的潜在靶点。

5. p-EMT过程的发现与验证

在研究过程中，研究人员还首次明确发现了脊索瘤中存在不完全上皮间质转化（p-EMT）过程。这一过程与脊索瘤的侵袭性密切相关，可作为预后标志物和治疗新靶点。为了验证p-EMT过程的存在及其在脊索瘤中的作用机制，研究人员开展了体外细胞实验、裸鼠成瘤实验，并对187例颅底脊索瘤患者的临床数据进行了回顾性分析。结果显示，抑制TGF-β通路可以显著下调脊索瘤中的p-EMT过程，从而抑制脊索瘤的侵袭性。同时，高p-EMT组的生存时间和无进展生存期均显著低于低p-EMT组，进一步证实了p-EMT过程与颅底脊索瘤患者预后的显著相关性。

6. 临床试验的开展

在上述研究成果的基础上，研究人员开展了I期临床试验，探索p-EMT抑制剂（YL-13027）在脊索瘤治疗中的效果。此次入组的3名颅底脊索瘤患者在服药后，肿瘤生长均得到显著抑制，且保持了至少6个月的无进展状态。此期间患者无明显不良反应，为p-EMT抑制剂在脊索瘤治疗中的临床应用提供了有力证据。

研究成果与意义

1. 首次发现干细胞亚群与放疗抵抗的相关性

研究团队首次在单细胞层面发现了颅底脊索瘤中存在的干细胞亚群，并证明其与肿瘤对放疗的抵抗密切相关。这一发现为揭示颅底脊索瘤放疗抵抗的机制提供了新的视角，也为开发放疗增敏剂提供了潜在靶点。

2. 明确p-EMT过程与脊索瘤侵袭性的关系

研究团队首次明确发现了脊索瘤中存在p-EMT过程，并证实其与脊索瘤的侵袭性密切相关。这一发现不仅为脊索瘤的预后判断提供了新的标志物，也为开发新的治疗药物提供了理论依据。

3. 临床试验验证p-EMT抑制剂的治疗效果

在研究成果的基础上，研究人员开展了I期临床试验，证实了p-EMT抑制剂（YL-13027）在脊索瘤治疗中的显著效果。这一成果为脊索瘤的药物研发提供了新的思路，也为患者带来了新的治疗希望。

4. 推动脊索瘤治疗领域的发展

该研究的成果不仅填补了颅底脊索瘤治疗领域的空白，还为其他类似难治性疾病的研究提供了有益的借鉴。通过深入探索肿瘤细胞的异质性和生物学过程，研究人员为开发新的治疗策略提供了重要的理论基础和实践指导。

未来展望与挑战

尽管该研究在颅底脊索瘤的治疗领域取得了显著成果，但仍面临诸多挑战。首先，需要进一步扩大临床试验的规模，验证p-EMT抑制剂在更多患者中的治疗效果和安全性。其次，需要深入探索脊索瘤中其他潜在的生物学过程和治疗靶点，以开发更多有效的治疗药物。此外，还需要加强跨学科合作，整合多学科的优势资源，共同推动脊索瘤治疗领域的发展。

在未来的研究中，研究人员可以进一步利用单细胞测序技术和其他高通量技术，对脊索瘤细胞进行更深入的分析和分类。通过揭示更多潜在的细胞亚群和生物学过程，为开发新的治疗策略提供更多的理论依据和实践指导。同时，还可以加强与其他研究机构的合作与交流，共同推动脊索瘤治疗领域的研究进展。

结论

综上所述，复旦赵曜团队联合浙大郭国骥团队利用单细胞测序技术，在颅底脊索瘤的治疗领域取得了重要突破。他们首次发现了干细胞亚群与放疗抵抗的相关性、明确了p-EMT过程与脊索瘤侵袭性的关系，并通过临床试验验证了p-EMT抑制剂的治疗效果。这些成果为脊索瘤的药物研发提供了新的思路和方法，也为患者带来了新的治疗希望。在未来，随着研究的不断深入和技术的不断发展，相信我们能够更好地理解和治疗颅底脊索瘤这一难治性疾病。