肝细胞癌（Hepatocellular carcinoma，HCC，以下简称肝癌）是原发性肝癌的主要病理类型，是发病率和死亡率都居高的最常见恶性肿瘤之一。
近日，浙江大学医学院附属第一医院肿瘤内科方维佳团队、基础医学院陈伟教授课题组联合生仪学院尹巍巍副教授课题组和医学院附属第一医院曾浔研究员团队在国际专业学术期刊《Journal for ImmunoTherapy of Cancer》(IF~13.8)上发表了题为“Single-Cell immune signature for detecting early-stage HCC and early assessing anti-PD-1 immunotherapy efficacy”的研究论文，创新性提出基于单细胞免疫图谱的肝癌早期精准筛查与免疫治疗疗效早期评估方法。
HCC起病隐匿，进展迅速，大多数患者确诊时已处于中晚期，失去手术机会，生存率大大降低，严重危害着我国人民的生命健康。因此，对HCC高风险患者尽早的筛查诊断是十分必要的。
目前，血清甲胎蛋白（AFP）是临床使用最广泛的HCC早期筛查的血清生物标志，但其敏感性和准确性均较低，有近30%~40%HCC患者的AFP水平处于正常范围。近年来，人们一直在探索可用于HCC早期筛查的无创性生物标志物，包括血液循环肿瘤细胞（circulating tumor cells，CTCs）、血液循环肿瘤DNA（ctDNA）及其甲基化、细胞外囊泡（extracellular vesicles，EVs）和肠道微生物组等，旨在辅助传统基于AFP和医学影像的筛查方法。然而，这些方法于临床应用仍亟待优化，可有效应用于HCC早期筛查的无创、稳定的定量生物标志物仍处于探索阶段。
随着免疫治疗的兴起，阻断PD-1/PD-L1等免疫检查点的免疫治疗为恶性肿瘤晚期患者带来了希望。尽管在部分恶性肿瘤治疗中已有良好表现，但在HCC的临床研究中，受益者仍为少数。研究表明，PD-L1表达量或肿瘤突变负荷（TMB）等生物标志物与HCC晚期患者接受PD-1/PD-L1阻断疗法的疗效具有一定相关性，但并不足以准确评估疗效。因此，亟需能够寻找能有效提前预测免疫治疗疗效的生物标志物或方法，以帮助临床医生提早、准确评估HCC晚期患者接受PD-1等免疫检查点治疗的效果。
该文章结合单细胞质谱流式（CyTOF）检测、生物信息学、免疫学、临床医学等医工信多学科交叉研究方法，通过对不同阶段HCC患者与健康人、肝血管瘤（Hepatic Hemangioma，HH）患者外周免疫系统的精准检测与大数据分析，构建了随HCC疾病进展而变化的单细胞外周免疫图谱，明确了早期HCC患者特异性的外周免疫特征；并应用所发现的免疫图谱特征，构建分类器对HCC患者进行预测分类，获得了比金标准AFP指标更优良的分类性能，从而为HCC早期筛查提供了更准确的液态活检生物标志物指标（图1）。
同时，作者们还基于CyTOF的单细胞免疫图谱，进一步结合生物信息学深度分析，刻画并捕捉了一线和二线HCC晚期患者接受anti-PD-1免疫单药治疗过程中（5~6个周期）的外周单细胞免疫图谱的动态变化特征及模式，从而提前准确区分治疗有效和无效患者。相比于影像学评估方法，该方法可以更早地分辨出治疗非持久获益患者，为医生的临床诊治提供全新的伴随诊断的生物标志物指标（图1）。
综上，该文章所发现的单细胞外周免疫图谱特征不仅为HCC早期筛查提供了颇具潜力的非侵入性生物标志物，也为HCC晚期患者的anti-PD-1免疫治疗效果的早期评估指出了有前景的可行性方向。相比于既往研究所聚焦的肿瘤微环境（TME）组织样本，液体活检则具有更好的可及性与均质性。
该论文所提出的基于CyTOF的单细胞免疫图谱检测及分析方法，未来可作为一种可行且灵敏的液态活检技术，广泛适用于与疾病进展、治疗及预后相关的动态伴随监测，将有助于HCC患者的早期诊断和新型免疫治疗的发展，并促进CyTOF与单细胞免疫图谱技术在癌症等疾病的临床转化研究中的应用。
浙江大学生仪学院与医学院交叉学科博士研究生施佳未为文章第一作者；医学院附属第一医院肿瘤内科方维佳教授，生仪学院、医学院附属邵逸夫医院尹巍巍副教授，基础医学院、医学院附属第二医院陈伟教授和医学院附属第一医院曾浔研究员为该论文的共同通讯作者。本课题受到国家自然科学基金委、国家科技部重大专项、浙江大学等项目经费的大力支持。
图1. 基于CyTOF单细胞免疫图谱的HCC患者及PD-1免疫治疗有效人群的早期筛查。
原文链接
http://dx.doi.org/10.1136/jitc-2021-003133
研究团队介绍
陈伟教授实验室主页：
https://person.zju.edu.cn/jackweichen
方维佳实验室主页：
https://person.zju.edu.cn/weijiafang
尹巍巍课题组主页：
https://person.zju.edu.cn/weiweiyin
曾浔研究员课题组主页：
https://person.zju.edu.cn/xunzeng