胶质瘤具有高度细胞异质性,同一肿瘤内部并存多种恶性细胞状态与复杂的免疫微环境,直接影响侵袭、治疗响应与预后判断。单细胞RNA测序虽能解析这些精细结构,但成本高、通量低,难以在大规模临床队列中推广;而TCGA、CGGA等积累的海量bulk RNA-seq数据虽富含临床信息,却缺乏细胞分辨率。如何在不用单细胞实验的前提下,从常规转录组数据中还原胶质瘤的细胞生态,是连接基础发现与临床转化的重要缺口。
复旦大学附属华山医院神经外科史之峰教授团队在Cancer Letters(中科院1区,IF=11.8)发表研究,构建了胶质瘤特异性转录组去卷积框架GliomaDeconv。该工具基于多亚型胶质瘤单细胞数据建立参考矩阵,把单细胞水平获得的细胞状态"指纹"投射回bulk RNA-seq队列,使研究者在成百上千例患者样本中系统追踪恶性细胞状态与免疫微环境亚群的演化规律,突破了单细胞测序在样本量与成本上的限制。该研究在线分析平台已同步上线:http://www.szflab.site/gliomadeconv/.
M. Sun, S. Jiang, Y. Zeng, B. Liu, Y. Wang, Z. Li, Y. Guan, J. Chen, R. Zhu, W. Ping, Y. Teng, S. Yan, Q. Tang, Z. Fan, Z. Qin, H. Xu, Z. Shi, Cancer Letters 2026, 218716, https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.canlet.2026.218716.
工具优势:针对胶质瘤优化的细胞状态解析
现有去卷积工具多为泛癌种设计,对胶质瘤中高度可塑的恶性细胞状态区分能力有限。GliomaDeconv基于多亚型胶质瘤scRNA-seq数据系统构建了覆盖四大恶性细胞状态(MES-like、NPC-like、OPC-like、AC-like)及多个功能特化TAM亚群的参考矩阵。相比泛癌种工具,GliomaDeconv在胶质瘤中的解析精度更高,尤其对NPC-like等具有强侵袭和干性特征的亚群识别更为敏感,能够在常规bulk转录组数据中准确反推各类细胞状态的相对丰度,为研究肿瘤演化、复发和治疗抵抗提供了更可靠的量化依据。
图1:GliomaDeconv构建流程
空间维度:不同区域藏着不同的"坏细胞"
胶质瘤从不均一生长。研究团队将GliomaDeconv应用于具有精确空间注释的IVY GAP数据库,发现不同组织学区域呈现出特征性的细胞状态富集模式:NPC-like细胞高度富集于肿瘤侵袭前沿(Leading Edge),与临床观察到的肿瘤细胞沿白质束远处播散相吻合;MES-like细胞则定位于假栅栏坏死区,与缺氧微环境和放疗抵抗密切相关;特定TAM亚群与成纤维细胞共定位血管增生区,提示其在塑造免疫抑制微环境中的协同作用。这些空间维度的发现从细胞生态学视角解释了为何同一肿瘤内部不同区域对治疗的响应截然不同。
图2:空间分布特征与临床预后关联
临床关联:NPC-like是驱动进展与复发的核心亚群
在TCGA、CGGA等大型临床队列中,GliomaDeconv揭示了胶质瘤进展和复发过程中的细胞状态重塑规律。NPC-like细胞丰度随肿瘤级别升高而增加,在复发病灶中进一步显著上升,提示其作为驱动性恶性亚群参与肿瘤演化。研究团队进一步锁定该群体中高表达的SNAP25作为功能标志物,在原位模型中证实SNAP25-high NPC-like胶质瘤细胞具有显著增强的肿瘤起始与传播能力。值得注意的是,在接受IDH抑制剂处理的模型中观察到NPC-like下调、AC-like上调的细胞状态转换现象,提示靶向特定细胞程序可能成为逆转治疗抵抗的新思路。
图3:复发与演进中的细胞状态重塑
已上线:在线平台开放免费使用
基础研究价值外,GliomaDeconv的另一重要意义在于其临床可及性。用户无需编程基础,只需上传标准化后的bulk转录组数据,即可获得包含恶性细胞状态比例、免疫微环境构成、关键亚群评分在内的完整分析报告。平台同时提供可视化功能,支持结果导出与下游个性化分析,目前已向学术界开放免费使用。
图4:GliomaDeconv在线分析平台界面
通讯作者简介
史之峰 教授
复旦大学附属华山医院
复旦大学附属华山医院神经外科副主任医师、研究员、临床副教授,复旦大学博士生研究生导师
神经外科第一党支部书记,复旦大学附属华山医院医学研究院副院长,周良辅医学发展基金会党支部书记,上海市神经再生与细胞治疗工程技术研究中心副主任,国家神经疾病医学中心PI,江西省兴国县人民医院副院长(挂职)
入选教育部长江学者奖励计划青年学者、上海市东方英才领军人才,上海市“曙光计划”、“启明星”、“复旦大学卓识人才”等人才计划,获得上海市医疗卫生系统青年人才最高奖项“银蛇奖”一等奖、“王忠诚”中国青年医师奖、上海市杰出专科医师、上海市五四青年奖章、上海市杰出青年医学人才、上海市医学会优秀青年委员等荣誉称号
主要学术兼职:中国神经科学学会神经外科学基础与临床分会秘书长、中国医师协会脑胶质瘤专委会青年工作组副组长、上海市医学会神经外科分会青年委员会副主任委员、上海市抗癌协会神经肿瘤专委会副主任委员、上海市青联委员
目前主持国家自然科学基金项目4项、科技部重点研发计划课题1项、上海市科委重大科技技术研发项目1项;近5年作为通讯作者(含共通)在Neuro-Oncology、Nature Communications、JITC等国际权威期刊发表SCI论文50篇;获得授权国家发明专利12项,转化5项,转化金额800万元
第一作者简介
孙茂源
复旦大学附属华山医院
复旦大学附属华山医院神经外科博士生
主要研究方向包括:1)脑胶质瘤液体活检;2)脑胶质瘤免疫微环境解析与综合治疗策略
以第一/共同第一作者在Nature Communications、Neuro-Oncology、Cancer Letters等肿瘤领域期刊发表系列研究成果
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