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学术前沿 单细胞结合空间转录组的研究思路和案例分享 ——肿瘤免疫研究领域（下） 01 引言 单细胞转录组测序是在单个细胞水平进行高通量转录组测序的一项技术，其能有效解决细胞异质性以及之前bulk RNA-seq被掩盖的种种问题。随着该技术在分辨率和通量方面的不断优化，研究者从异质性样本中分析细胞类型特异性基因调控网络的能力也相对提高，但是在细胞的空间位置水平尚有欠缺。空间转录组技术于2020年被《自然》杂志评为年度技术，可以解析时间和空间维度上单个细胞的基因表达模式，以及细胞类群的空间位置关系及生物学特征。其原理是将空间条形码寡核苷酸引物固定在载玻片上，然后将组织贴于载玻片实现组织内转录组序列的捕获与检测。随着10x Genomics的空间Visium技术的登场和不断更新加强，单细胞联合空间转录组的研究如火如荼的开展，遍布了遗传、发育、肿瘤、免疫等多个生物科研和医学热门领域。 一、研究目的 1.某肿瘤中，整体的细胞图谱、空间图谱及细胞间机制探索。 2.某肿瘤中，不同进展期（病变期）、不同亚型、特殊基因表达或原发灶与转移灶样本之间差异机制探索。 3.某肿瘤中，肿瘤对治疗方案的疗效应答中的差异机制探索。 二、样本选择 1. 某癌种中，根据其样本类型的特殊性，选择一定数量的样本，包括新鲜组织、冰冻组织或石蜡样本。 2. 某癌种中，根据原发灶和转移灶、免疫类型（浸润型、沙漠型、排斥型）、基因表达（阴/阳）或不同病理亚型的分组取样。 3. 某癌种中，根据PD1免疫药物治疗/靶向药物治疗/常规放化疗等治疗药物，新辅助、转化治疗等方案，选取应答/无应答、治疗前/治疗后的样本分组取样检测。 三、研究方法 1.主要研究方法：主要应用在发现探索阶段的方法,一般包括流式细胞技术(Facs)、单细胞组学（scRNA-seq）、空间转录组(visium HD)、多重免疫荧光染色(mIF)、探针原位杂交（Xenium）等； 2.其他辅助方法：辅助研究方法应用在机制验证方面，会根据验证模型的不同水平，比如细胞水平、动物模型、人源组织、类器官、网络数据库等等，对应各种生物检测分析方法并没有固定的思路。 四、分析思路 1.单细胞图谱：细胞类型的空间分布特征，亚群的图谱分类； 2.空间图谱绘制：细胞类型的空间分布特征，亚群的定位； 3.各个亚群细胞中的特征，寻找对比差异显著的细胞亚群，从剖析细胞/基因功能空间动态变化、空间细胞分化规律（拟时序）去分析细胞发生的机制和可能作用； 4.各类细胞亚群的相关性，通过细胞通讯、ST定位以及IHC或mIF等图像直观证明细胞亚群间特异的互动关系； 5.实验验证靶点和机制：细胞水平、类器官水平、动物模型水平做敲除干预治疗等验证。 五、文献分享 案例1 《单细胞和空间转录组分析揭示了肝转移性结直肠癌的细胞异质性》 发表期刊：Cell，影响因子：11.5 研究背景：结直肠癌(CRC)是世界上第三大最常见的恶性肿瘤，而转移性 CRC 的生存率很低。CRC转移过程是一个多步骤的过程，包含了癌细胞和基质细胞之间的交流通过分泌细胞因子、生长因子和蛋白酶来促进转移性扩散，从而重塑肿瘤微环境。TME 的细胞组成非常复杂，包括多种成纤维细胞和免疫细胞，它们在癌症逃避、转移和治疗反应中发挥着重要作用。癌症相关成纤维细胞（CAF）是许多类型恶性肿瘤（包括 CRC、乳腺癌和胰腺癌）的主要基质细胞成分。为了全面绘制结直肠癌和匹配的肝转移的细胞景观，研究人员使用scRNA-seq结合空间转录组(ST)和免疫组织化学(IHC)染色以及流式细胞术生成了高分辨率的细胞图谱。 检测技术组合：流式细胞术、单细胞转录组、空间转录组 样本类型：1. 6例CRC患者的27份样本，包括原发性结直肠癌(CC)、邻近正常结直肠粘膜(CN)、肝转移(LM)、邻近正常肝组织(LN)和外周血(PB)五种组织类型用于单细胞转录组检测。 2. 6例CRC患者，包含4例CRC原发性肿瘤（C1至C4）和2例肝转移性肿瘤（L1和L2）采用空间转录组。 主要结果： 1.根据免疫和非免疫细胞群，分别展示了CRC原发肿瘤和CRC肝转移性肿瘤的单细胞转录组图基本分类，以及原发和转移的差异。 Fig.1.CRC原发及肝转移中的全球细胞景观 2.CRC原发性肿瘤和CRC源性肝转移性肿瘤的空间分布 在ST组织中鉴定出B细胞、 T细胞、 NK细胞、浆细胞、髓样细胞、肿瘤细胞、成纤维细胞和内皮细胞。这些细胞簇的比例和分数在每个地区都不同。与C1、C3和C4的肿瘤旁组织相比，肿瘤组织中浆细胞的比率降低。 Fig.2.空间转录组样本的细胞鉴定 3.原发性肿瘤和肝转移性肿瘤之间肿瘤细胞的转录组异质性 亚聚类分析揭示了肿瘤细胞的不同分化谱系。在各群中鉴定出簇状细胞的分化标志基因。肿瘤细胞群的异质性表明肿瘤细胞的分化潜力。 为了进一步研究不同肿瘤细胞簇的功能通路和转录程序，进行了基因集变异分析（GSVA）和转录因子（TF）分析。结果显示，表明CA2可能是TME中的干细胞亚群。 Fig.3.原发性和转移性肿瘤细胞的转录组特征和异质性 4.TME重塑髓系细胞的组成 鉴定出三种髓系细胞：单核细胞/巨噬细胞、树突状细胞和肥大细胞。使用亚聚类分析确定了8个单核细胞/巨噬细胞簇和3个常规DC（cDC）簇，GSVA分析显示，Mac_SPP1亚群参与了与炎症反应相关的通路。拟时序显示Mac_CXCL9 和 Mac_SPP1 亚群均发生终末分化，表明它们是肿瘤激活的Mac亚群。cDC_LAMP3 亚群还表现出高水平的成本刺激分子CD40CD80和CD86 表达，它们是DC成熟的标志物。在LM中，cDC_LAMP3亚群的比例显著增加表明肿瘤细胞对TIME的重塑作用。 Fig.4.骨髓细胞的免疫景观 5.CXCL13T 细胞在肝转移性肿瘤中富集 在 T 细胞中，7个CD8 T细胞簇、5个常规CD4 T（cCD4）细胞簇和2个调节T细胞簇被识别。从细胞比例显示，无论是CD8还是CD4的T细胞，LM的CXCL13T细胞子集比例都很高。GSVA分析显示，CD8_CXCL13亚群富含T细胞增殖通路，CD4_CXCL13 亚群富含G细胞+2-M检查点通路。用流式细胞术鉴定了CD69+CD103+CD8+T细胞。CC和LM的CD69+CD103+CD8+T细胞的Ki67表达水平均高于其他CD8+T细胞。然而，来自CN和LN的不同CD8+T细胞亚群的增殖特性几乎相同。 Fig.5.CXCL13+T细胞在肝转移瘤中富集 6.CXCL13 T细胞与CRC患者的良好预后相关 在上图验证CD8_CXCL13细胞可能是肿瘤激活的亚群。进一步对CD8_CXCL13子集的特征做深入研究。与其他亚群相比，在CD8_CXCL13亚群中观察到高水平的耗竭标志物，且耗竭表型表明它们的肿瘤反应性。IHC难以检测组织中的CXCL13，因此选用CD69和CD103标记CXCL13细胞，结果显示该群T细胞比肿瘤组织中的其他CD8 T细胞更接近CK19肿瘤细胞。将基因表达综合（GEO）队列中的CRC患者分为CXCL13+高和CXCL13低组，发现CC中 CXCL13 的较高表达预示着更好的总生存期。 Fig.6. CXCL13+ T细胞的特性及预后影响 7.成纤维细胞的不同亚群存在于 CRC 的原发性和肝脏转移性肿瘤中 在CRC的TME中鉴定出8个具有不同基因表达模式的成纤维细胞簇，然后研究人员对各类成纤维细胞分别做了转录组数据比较、IHC组化、拟时序分析、以及ST分析，在CRC原发性和肝转移性肿瘤之间观察到不同的表型谱和成纤维细胞的高度可变频率，这表明在不同癌症环境中TME内的细胞异质性。 Fig.7. 原发性和转移性肿瘤中成纤维细胞的转录组特征和异质性 8.在原发性肿瘤中富集的 F3 表达成纤维细胞亚群分泌促肿瘤因子，并与 CRC 患者的不良预后相关 为了研究富含CC和LM的不同成纤维细胞对TME 的重塑，研究人员分析了F2_MCAM和F4_F3的特征。通过差异基因富集以及F4_F3细胞与肿瘤细胞之间揭示了通过NRG1和Erb-B2受体酪氨酸激酶3 （ERBB3）通路进行串扰。在ST中发现了两类细胞 F3与NRG1的共定位并通过transwell细胞实验迁移证明。最后在预后数据中发现F3和NRG1 高表达水平的CRC患者总生存期较差。 Fig.8. F3+成纤维细胞的特性及预后影响 9. LM的TME中表达MCAM的成纤维细胞通过Notch 信号通路调节CD8_CXCL13细胞的产生 之前发现RBPJ在LM中的表达与CXCL13和ITGAE呈正相关。为了进一步了解两个亚群受到什么类型的细胞调节Notch信号，采用cellphoneDB分析，在内皮细胞中E2_DLL4亚群与CXCL13+ T细胞的相互作用最强，在成纤维细胞中F2_MCAM簇通JAG1-NOTCH1与CD8_CXCL13和CD4_CXCL13亚群相互作用。由于TME中成纤维细胞的分散分布模式，推测F2_MCAM亚群有助于CXCL13+ T细胞中Notch信号的激活。此外根据LM中F2_MCAM的比例高低，发现F2_MCAM高组患者LM中CD8_CXCL13亚群的浸润评分更高，并在ST中得到了验证，使用JASPAR预测表明RBPJ可能作TF影响CXCL13的表达。 Fig.9. TME中的NOTCH信号调节CD8_CXCL13细胞的生成 10.ST组织中的细胞间相互作用网络 原发性肿瘤和肝转移性肿瘤ST中不同簇之间的细胞相互作用，表明ERBB3-NRG1相互作用在原发性肿瘤发生和转移中的潜在作用，发现在CRC原发肿瘤中富集的F3成纤维细胞可以通过产生各种促肿瘤因子（包括 NRG1）来调节发展和/或迁移，这些因子与肿瘤细胞上表达的ERBB3相互作用以发挥其促肿瘤功能。 Fig.10. ST组织中的细胞配体和受体相互作用 案例2 《空间和单细胞转录组学揭示了HNSCC中与癌症相关的成纤维细胞亚群限制了CD8+ T细胞的浸润和抗肿瘤活性》 发表期刊：Cancer Research，影响因子：12.5 样本类型：5例头颈部鳞状细胞癌HNSCC癌和癌旁组织； 技术组合：单细胞RNA转录组、空间转录组、免疫组化、免疫荧光、其他等等； 研究背景：免疫治疗可以延长一些HNSCC患者的生存期，但应答率仍然很低。阐明肿瘤微环境中cd8+t细胞浸润和功能障碍的关键机制有助于最大限度地发挥免疫治疗HNSCC的益处。CD8+T细胞与包括CAFs在内的其他类型细胞之间的相互作用决定了CD8+T细胞如何在这一动态TME中发挥作用，本研究对五对肿瘤和邻近组织的不同免疫浸润和单细胞RNA测序的HNSCC标本进行了空间转录组学分析，揭示了与cd8 + t细胞浸润限制和功能障碍相关的特定癌症相关成纤维细胞(CAF)亚群。 技术路线： 主要结果： 1. HNSCC肿瘤组织对CD8+T细胞具有招募趋化作用，CD8+T细胞存在于肿瘤基质中，且免疫排斥型的HNSCC中CD8a+被受限无法浸润到肿瘤巢中； Fig 1.CD8+T细胞在不同HNSCC肿瘤亚型中的分布 2.MHC-IhiCAFs（5亚群）是肿瘤组织中区别于癌旁组织的最主要的CAFs亚群，高表达CXCLs和MHC-I增强了CAFs与CD8+T的结合，且可通过限制CD8+T细胞的抗肿瘤能力造成预后不良； Fig 2.HNSCC肿瘤及邻近组织成纤维细胞的整体分析 3. MHC-IhiCAFs中存在LGALS9（编码galectin-9蛋白）的富集，大部分HNSCC肿瘤基质中均存在galectin-9蛋白的表达；MHC-IhiCAFs中galectin-9蛋白的表达依赖于干扰素信号； Fig3. TCF1 ~ GZMK ~ CD8 + T细胞与galectin-9的CAF细胞呈负相关 4.在CAFs中敲减LGALS9表达会降低CD8+T表达免疫检查点分子，同时促进干性和细胞毒性分子的表达，且动物实验证明Gal-9+CAFs促进干细胞样CD8+T细胞耗竭转化。 图4. 动物实验验证MHC I类的高表达限制了cd8+T细胞的抗肿瘤功能 案例3 《上皮细胞激活成纤维细胞促进食管癌的发展》 发表期刊：Cancer cell，影响因子：48.8 样本类型：29例ESCC患者79个多期食管病变的正常上皮、癌前病变和癌组织； 技术组合：单细胞RNA转录组、空间转录组、免疫组化、免疫荧光、其他等等； 研究背景：食管鳞状细胞癌(ESCC)的发展经历了多阶段上皮癌的形成，即从正常上皮、低级别和高级别上皮内瘤变到浸润性癌。然而，癌前病变如何发展为癌机制尚未可知。 主要结果： 1.ESCC多阶段肿瘤发生过程各种细胞类型图谱分析 Fig 1.单细胞转录组学分析揭示了ESCC多阶段肿瘤发生过程中的各种细胞类型 2.上皮细胞中ANXA1的功能失调可能是ESCC肿瘤发生中至关重要的事件； Fig 2.上皮细胞在ESCC肿瘤发生过程中逐渐抑制ANXA1表达 3.ESCC肿瘤发生过程中上皮细胞与成纤维细胞的相互作用，食管上皮细胞产生的ANXA1功能的丧失可能导致NF-CAF转化； Fig 3.上皮细胞抑制ANXA1可促进NF向CAFs转化 4.KLF4、KLF5、CEBPB和FOXA1与ANXA1的RNA水平呈正相关，细胞实验发现只有靶向KFL4的SiRNA可显著抑制ANXA1表达，KLF4调节ANXA1转录，促进NFs向myCAF的转化。 图4.在体外和体内，抑制上皮细胞ANXA1可促进myCAF的激活 参考文献： [1]Wang F, Long J, Li L, Wu ZX, Da TT, Wang XQ, Huang C, Jiang YH, Yao XQ, Ma HQ, Lian ZX, Zhao ZB, Cao J. Single-cell and spatial transcriptome analysis reveals the cellular heterogeneity of liver metastatic colorectal cancer. Sci Adv. 2023 Jun 16;9(24):eadf5464. doi: 10.1126/sciadv.adf5464. Epub 2023 Jun 16. PMID: 37327339; PMCID: PMC10275599. [2]Li C, Guo H, Zhai P, Yan M, Liu C, Wang X, Shi C, Li J, Tong T, Zhang Z, Ma H, Zhang J. Spatial and Single-Cell Transcriptomics Reveal a Cancer-Associated Fibroblast Subset in HNSCC That Restricts Infiltration and Antitumor Activity of CD8+ T Cells. Cancer Res. 2024 Jan 16;84(2):258-275. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-23-1448. PMID: 37930937; PMCID: PMC10790129. [3]Chen Y, Zhu S, Liu T, Zhang S, Lu J, Fan W, Lin L, Xiang T, Yang J, Zhao X, Xi Y, Ma Y, Cheng G, Lin D, Wu C. Epithelial cells activate fibroblasts to promote esophageal cancer development. Cancer Cell. 2023 May 8;41(5):903-918.e8. doi: 10.1016/j.ccell.2023.03.001. Epub 2023 Mar 23. PMID: 36963399. 本文由 科研学术部 何鼎 提供

学术前沿 单细胞结合空间转录组的研究思路和案例分享 ——遗传发育研究领域（上） 引言 Introduction 单细胞转录组测序是在单个细胞水平进行高通量转录组测序的一项技术，其能有效解决细胞异质性以及之前bulk RNA-seq被掩盖的种种问题。随着该技术在分辨率和通量方面的不断优化，研究者从异质性样本中分析细胞类型特异性基因调控网络的能力也相对提高，但是在细胞的空间位置水平尚有欠缺。空间转录组技术于2020年被《自然》杂志评为年度技术，可以解析时间和空间维度上单个细胞的基因表达模式，以及细胞类群的空间位置关系及生物学特征。其原理是将空间条形码寡核苷酸引物固定在载玻片上，然后将组织贴于载玻片实现组织内转录组序列的捕获与检测。随着10X Genomics的空间Visium技术的登场和不断更新加强，单细胞联合空间转录组的研究如火如荼的开展，遍布了遗传、发育、肿瘤、免疫等多个生物科研和医学热门领域。 研究目的 1.不同发育时期组织样本中细胞类群的差异变化； 2.发育畸形或疾病进展异常器官与正常发育器官中细胞群类的差异变化。 样本选择 1.各种发育器官按照发育时间段取组织样本： 比如在Chang Liu等[1]在斑马鱼发育的研究中（图一），选择了3.3hpf（受精后3.3小时）, 5.25hpf, 10hpf, 12hpf, 18hpf, 24hpf六个时间段的组织样本分别做了空间转录组和单细胞转录组检测。Yanxin Li等[2]在揭示了人类大脑发育的区域特征中选取了6-23孕周的人类多个大脑区域开展研究（图二）。 图一 图二 2.   异常或疾病器官vs正常器官: 由于临床上正常发育的器官获得难度较大，因此正常发育与异常发育器官的对比更多在动物模型或类器官模型中，在这里动物模型建模又可分为基因敲除型建模和疾病表型建模，比如Bruna Paulsen等[3]在研究自闭症（ASD）中枢神经发育机制中通过在类器官模型中分别敲除SUV420H1，ARID1B和CHD8单个基因，来识别由这三个ASD风险基因单倍体不足引起的细胞类型特异性发育异常。Huiya Li等[4]在研究急性缺血诱导脑损伤的研究中选取的样本为缺血再灌注3h,12h,72h的模型小鼠及sham组小鼠（下图）。 研究方法 1.主要研究方法：主要应用在发现探索阶段的方法,一般包括单细胞转录组、空间转录组、多重IHC、FISH、RNAscope等； 2.其他辅助方法：辅助研究方法应用在机制验证方面，会根据验证模型的不同水平，比如细胞水平、动物模型、人源组织、数据库等等，对应各种生物检测分析方法并没有固定的思路。 分析思路 1.单细胞图谱+空间图谱绘制：细胞类型的空间分布特征，亚群的图谱分类； 2.细胞/基因功能空间动态变化、空间细胞分化规律（拟时序）、各个亚群细胞中的变化； 3.关键靶点疾病机制研究和对外界刺激的反应机制：比如，病理或发育状态下，细胞和基因功能空间动态变化所引起差异以及上下游的调控机制； 4.实验验证靶点和机制：细胞水平、类器官水平、动物模型水平做敲除干预治疗等验证。 文献分享 案例1 《人卵巢衰老的时空转录组学变化及FOXP1的调控作用》 发表期刊：NATURE AGING，影响因子：16.6 样本类型：8种卵巢细胞在衰老过程中的不同切片； 技术组合：单细胞RNA转录组、空间转录组、免疫荧光、多重IHC、其他等等； 研究背景：卵巢具有生殖功能和激素分泌功能，在女性生殖寿命中起着至关重要的作用，卵巢老化已逐渐成为更年期女性的主要健康问题。人类卵巢在皮层和髓质上表现出广泛的变异，卵子发生的过程始于皮层，而卵巢的髓质区域经历了戏剧性的重组。因此，对空间原型的理解对于全面理解卵巢的衰老动力学是必要的。 技术路线： 主要结果： 1.   人卵巢细胞的单细胞序列分析和空间定位：通过单细胞组学及空间组学反卷积算法对卵巢组织的细胞类群区分；分析出卵巢老化转录程序中整体差异基因、信号通路及某些细胞亚群特异性的差异变化（Fig.1）。 2.   对卵巢衰老过程中卵母细胞、GC细胞、T&C细胞进一步亚群鉴定（Fig.2仅例举GC细胞），并进一步探索几类细胞中亚群中分化轨迹或发育机制。 3.   通过联合分析各类细胞亚群交并集的数据，最终发现FOXP1是体外卵巢细胞衰老的核心转录调控因子，且GC细胞中敲除FOXP1加速卵巢衰老（Fig.3)。 4.   动物模型实验中发现槲皮素保护中年小鼠的卵巢储备（Fig.4）。 Fig.1 单细胞和空间转录组的整体景观图 Fig.2 GC细胞亚群时空变化 Fig.3 联合分析找到靶向基因FOXP1 Fig.4 动物模型验证机制 案例2 《单细胞RNA测序揭示了胚胎阶段人类肺近端-远端模式的发育程序》 发表期刊：Nature Genetics，影响因子：30.6 样本类型：受精后4-8周人胚胎肺，6周人胚胎肺组织切片； 技术组合：单细胞RNA转录组、空间转录组、免疫荧光、单分子荧光原位杂交（smiFISH）等等； 研究背景：肺发育是一个由内在分子机制和微环境协调的连续分支形态发生过程。在此过程中，肺内胚层祖细胞分化为近端气道上皮细胞类型，如纤毛细胞、基底细胞和分泌细胞，以及远端肺泡细胞类型。本研究目的是通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)和空间转录组谱分析绘制了人肺胚期器官发生过程的细胞变化图谱，描绘胚期肺上皮细胞和其他细胞的空间邻近关系，揭示胚期人肺近端-远端细胞谱系命运发育进程的内在（转录调控）和外部（微环境）的调控机制。 技术路线： 主要结果： 1.单细胞和原位探针杂交发现人肺器官发生起始时，肺组织中已经包含三个胚层来源的6种主要细胞类型（Fig.1）。 2.整合数据库信息后发现了肺上皮在胚期已经发生了近端-远端命运特化，并发现了一系列调控近端-远端特化新的转录因子如THRB和SOX6，并从动物实验中验证（Fig.2）。 3.近端-远端命运特化除了转录因子外，在空间转录组的层面对细胞互作微环境变化中发现并鉴定了一群表达BDNF的特殊间质细胞促进上皮细胞分化（Fig.3）。 4.发现平滑肌细胞中AMSC和VMSC均起源于一群早期的间质细胞，在4-5周出现了谱系命运特化，分别由新的转录因子如FOXF1和EBF1调控决定（Fig.4）。 Fig.1 主要的肺细胞类型出现在人类胚胎肺发育的起始阶段 Fig.2 TFs调节早期上皮近端-远端模式 Fig.3 多种基质细胞类型表现出近端和远端的空间异质性 Fig.4 ASMC和VSMC的发展轨迹推断 参考文献： [1]. Raj B, Farrell JA, Liu J, El Kholtei J, Carte AN, Navajas Acedo J, Du LY, McKenna A, Relić Đ, Leslie JM, Schier AF. Emergence of Neuronal Diversity during Vertebrate Brain Development. Neuron. 2020 Dec 23;108(6):1058-1074.e6. doi: 10.1016/j.neuron.2020.09.023. Epub 2020 Oct 16. PMID: 33068532; PMCID: PMC8286448. [2]. Li Y, Li Z, Wang C, Yang M, He Z, Wang F, Zhang Y, Li R, Gong Y, Wang B, Fan B, Wang C, Chen L, Li H, Shi P, Wang N, Wei Z, Wang YL, Jin L, Du P, Dong J, Jiao J. Spatiotemporal transcriptome atlas reveals the regional specification of the developing human brain. Cell. 2023 Dec 21;186(26):5892-5909.e22. doi: 10.1016/j.cell.2023.11.016. Epub 2023 Dec 12. PMID: 38091994. [3]. Paulsen B, Velasco S, Kedaigle AJ, Pigoni M, Quadrato G, Deo AJ, Adiconis X, Uzquiano A, Sartore R, Yang SM, Simmons SK, Symvoulidis P, Kim K, Tsafou K, Podury A, Abbate C, Tucewicz A, Smith SN, Albanese A, Barrett L, Sanjana NE, Shi X, Chung K, Lage K, Boyden ES, Regev A, Levin JZ, Arlotta P. Autism genes converge on asynchronous development of shared neuron classes. Nature. 2022 Feb;602(7896):268-273. doi: 10.1038/s41586-021-04358-6. Epub 2022 Feb 2. PMID: 35110736; PMCID: PMC8852827. [4]. Li H, Liu P, Zhang B, Yuan Z, Guo M, Zou X, Qian Y, Deng S, Zhu L, Cao X, Tao T, Xia S, Bao X, Xu Y. Acute ischemia induces spatially and transcriptionally distinct microglial subclusters. Genome Med. 2023 Dec 11;15(1):109. doi: 10.1186/s13073-023-01257-5. PMID: 38082331; PMCID: PMC10712107. [5]. Wu M, Tang W, Chen Y, Xue L, Dai J, Li Y, Zhu X, Wu C, Xiong J, Zhang J, Wu T, Zhou S, Chen D, Sun C, Yu J, Li H, Guo Y, Huang Y, Zhu Q, Wei S, Zhou Z, Wu M, Li Y, Xiang T, Qiao H, Wang S. Spatiotemporal transcriptomic changes of human ovarian aging and the regulatory role of FOXP1. Nat Aging. 2024 Apr;4(4):527-545. doi: 10.1038/s43587-024-00607-1. Epub 2024 Apr 9. PMID: 38594460; PMCID: PMC11031396. [6]. Cao S, Feng H, Yi H, Pan M, Lin L, Zhang YS, Feng Z, Liang W, Cai B, Li Q, Xiong Z, Shen Q, Ke M, Zhao X, Chen H, He Q, Min M, Cai Q, Liu H, Wang J, Pei D, Chen J, Ma Y. Single-cell RNA sequencing reveals the developmental program underlying proximal-distal patterning of the human lung at the embryonic stage. Cell Res. 2023 Jun;33(6):421-433. doi: 10.1038/s41422-023-00802-6. Epub 2023 Apr 21. PMID: 37085732; PMCID: PMC10119843. 本文由 科研学术部 提供

心房颤动患者接受导管消融联合左心耳封堵术（LAAO）的一站式治疗，是当前医学界针对房颤治疗和卒中预防的一种前沿策略，其整合了两种先进技术，旨在为患者提供更高效、更安全的治疗方案，以减少患者负担，提高生活质量。 近期，在第十八届东方心脏病学会议（OCC2024）和世界心脏病学大会（WCC2024）上，来自上海交通大学医学院附属新华医院王群山教授以《心房颤动患者导管消融联合LAAO的一站式治疗》为题进行了精彩讲解。梅斯医学紧跟学术前沿，特邀王群山教授全面解读导管消融联合LAAO一站式治疗对心房颤动患者的临床疗效及其潜在不良反应。 梅斯医学：在房颤患者中，导管消融联合 LAAO 的一站式治疗，其成功率相较于单一治疗方式有多大程度的提升？是否有相关的临床成果？ 王群山教授：心房颤动患者导管消融联合LAAO的一站式治疗是我国一大特色。上海交通大学医学院附属新华医院在此方面做了大量工作，自 2017 年至今，已成功实施超过 2100 例房颤一站式治疗，这也是全世界单中心样本量最大的一站式治疗队列。通过对这些患者的随访及深入研究，我们有了一些新的发现，主要体现在以下几个方面： 首先，与单一的导管消融和单一的LAAO相比，一站式治疗显著提高了治疗效率。比如说，若患者此次进行导管消融，一个月后再做左心耳封堵，这就意味着患者需要再次入院、再次手术和穿刺，进而会增加手术和穿刺相关的风险。而一站式治疗避免了患者在不同时间分别接受两次手术，减少了手术和穿刺相关的风险。 其次，在维持窦性心律方面表现突出，相较于仅进行LAAO，一站式治疗通过导管消融术极大增强了恢复并维持正常窦性心律的可能性。对于同时面临房颤和卒中高风险的患者，一站式治疗尤为重要，因为它不仅解决房颤问题，还能显著降低卒中风险，为部分患者提供了停止长期抗凝治疗的可能，从而规避了抗凝治疗伴随的出血风险和其他不良风险。 值得注意的是，尽管目前临床指南和循证医学证据支持一站式治疗，但房颤导管消融后何时停用口服抗凝药物等相关问题，仍缺乏优质的随机对照试验研究证据予以明确指导。现有研究表明，房颤一站式治疗后，患者在三个月或更长时间内停用抗凝药物的比例远高于那些仅接受导管消融治疗的患者。 因此，房颤一站式治疗具有多重显著优势，比如能够提高治疗效率，避免多次手术风险；在维持窦性心律方面优于单一疗法；降低卒中及出血风险，使部分患者能够长期停用抗凝药物。 梅斯医学：对于不同病情严重程度的房颤患者，该一站式治疗的适用性如何？比如，轻度患者是否也能从这种联合治疗中显著获益，还是更适用于中重度患者？ 王群山教授：房颤一站式治疗的适应症界定是临床实践中的热点议题，国内外权威指南与专家共识为此提供了宝贵的指导思路。根据中华医学会心电生理和起搏分会、中国医师协会心律学专业委员会和中国房颤中心联盟心房颤动防治专家工作委员会发布的《心房颤动:目前的认识和治疗建议(2021) 》，强调对特定患者群体（如导管消融后出现左心耳电隔离的心房颤动患者），推荐考虑行经皮左心耳封堵术以预防血栓栓塞事件（I类推荐C级证据）。此外，对于同时满足导管消融与左心耳封堵指征的房颤患者，一站式治疗为IIa类推荐，为临床决策提供了有力依据。欧美指南亦对此有所侧重，欧洲指南在特定患者群体中可进行一站式治疗，而2023版美国指南提升了左心耳封堵术推荐级别，对于CHA2DS2-VASc评分≥2分且长期口服抗凝药物有禁忌证的患者，左心耳封堵术是合理的(IIa类)。对于中高脑卒中风险和应用口服抗凝药物大出血高风险的患者，左心耳封堵术可能是口服抗凝药物的合理替代方案(IIb类)。左心耳封堵术可作为预防房颤相关血栓栓塞的有效手段。未来，更多高质量的循证医学证据将为指南和共识的更新提供坚实基础，增强其指导意义。 在实际操作方面，选择适合房颤一站式治疗的患者需细致考量。对于并发症较多、有脑卒中或心源性栓塞病史的患者，一站式治疗在提供导管消融的同时，强化了长期血栓预防，是合理的选择。此外，对于长期口服抗凝药治疗存在困难或不适合的患者，纳入左心耳封堵等非药物治疗方案，可作为减少长期医疗负担、提升生活质量的有效途径。同时，在具备丰富经验的医疗中心，一站式治疗展现出了极高的安全性，手术并发症率低至2%以下，且通过技术优化，如无需全麻、省略经食道心脏超声等措施，进一步降低了麻醉及食道侵入风险，提升了手术效率。这些进步不仅保障了患者安全，也极大地促进了治疗的普及与接受度。因此，随着技术进步和循证医学证据的积累，房颤一站式治疗的适应症选择将更加精准，治疗方案将更加优化，期待通过持续的学术交流与合作，推动该领域取得更多突破。 梅斯医学：在进行该一站式治疗时，患者可能面临哪些潜在的风险和并发症？能否举例说明，如术后出血、感染等情况的发生概率？ 王群山教授：手术风险及并发症是大家关注的焦点。基于我们庞大且较为深入的单中心经验，从超过2000多例一站式治疗的数据来看，主要严重并发症集中于心包填塞，这一风险在单独的导管消融与LAAO中呈现相似概率，约为1%。此外，一站式治疗中因封堵器械脱落导致的器械栓塞事件发生率较低，约为0.1%。令人欣慰的是，这一大规模治疗队列中并未出现重大或极为严重的并发症，手术整体安全性表现出色。尽管如此，我们也遇到了一些较常见的轻微并发症，包括穿刺部位血肿、轻微心包积液等，这些情况的解决通常需要更加细致和精确的处理技巧。值得强调的是，我们中心在并发症的识别与管理上遵循严格的规范程序，一旦发现患者有并发症迹象，立即采取针对性措施。这种高效的响应机制，保证了能及时处理并发症，确保患者能够迅速康复。 撰文 | 梅斯医学 编辑 | 阿拉斯加宝 ●一代比一代聪明是真的！JAMA子刊：与上一代相比，1970年代出生者的大脑容量增加6.6%，更不易得阿尔茨海默症 ● 撸串真伤身！烧烤产生的这种物质会促进癌症转移，上海交大最新研究阐明具体机制 ●震撼！护士吐槽总有亲戚朋友要求帮忙挂号！数万名医护产生共鸣：我就是穷打工的，医院不是我开的，我做不了主！超7成患者总想托关系看病 版权说明：梅斯医学（MedSci）是国内领先的医学科研与学术服务平台，致力于医疗质量的改进，为临床实践提供智慧、精准的决策支持，让医生与患者受益。欢迎个人转发至朋友圈，谢绝媒体或机构未经授权以任何形式转载至其他平台。 点击下方「阅读原文」 立刻下载梅斯医学APP！