护理学新的研究成果必将对护理实践水平的提高起到良好的推动作用。下面是我为大家整理的护理研究论文,供大家参考。
1具体的术后护理 措施
保持呼吸道畅通
在进行食管癌的手术中均选择气管插管,术前为患者进行全身麻醉,以至于患者的麻醉时间延长,在手术后患者不能及时的清醒过来,而在这段时间里患者的自主排痰及吞咽功能等较差。因此,需要护理人员给予帮助,做好呼吸道的护理。使患者处于平卧位,头偏向一侧,该体位可避免发生食物的反流导致窒息。严密观察患者的呼吸情况,听到有痰鸣音出现时应立即采取措施进行吸痰,在操作的过程中应严格按照无菌技术进行,减少感染的发生。同时要动作轻柔、迅速,以免长时间地刺激发生喉头痉挛、喉部粘膜损伤等。如痰液较多而黏稠,吸引困难者,可应用气管镜吸痰或雾化吸入,必要时也可行气管切开吸痰。有少数患者术后回病房发生舌后坠,必须应用硬质口咽通气管插入,始终保持呼吸道通畅。
预防肺部并发症
开胸术后,大部分的患者会发生肺功能减退,尤其对于慢性支气管炎患者要引起特别的注意。因此,本组患者术后24h之内均常规持续或间断吸氧3~5L/min,保持血氧浓度为96%~100%,防止患者出现供氧不足的现象,不利于疾病的恢复。术后第2天使患者处于半卧位,为患者轻拍背部,并鼓励患者咳嗽,协助排痰,促进肺膨胀,防止肺不张,同时使得胸腔积液顺利排出。患者在咳嗽时应帮患者按住切口处,以降低患者的疼痛感。如患者发生支气管哮喘时,要及时应用氨茶碱激素治疗。若患者有黏痰不易排出时应使用吸痰器进行吸引。对慢性支气管炎、肺气肿或心脏病患者要控制好静脉输液速度,减少肺水肿的发生。如患者持续发热、咳嗽、白细胞升高,可疑发生肺部感染者,应加用足量的抗生素,避免脓肿的发生。
防止发生液气胸
纵膈肌内有丰富的血管和淋巴管,在进行食管癌切除的过程中会在纵膈肌内的食管进行游离,从而导致术后发生胸腔渗液。因此,在手术完成后应为患者安置胸腔闭式引流管,以促进气体和液体的排出,重建胸腔负压使肺复张,平衡压力纵膈移位及肺部受压,观察引流液的性质、颜色及量,避免发生肺不张、液气胸、脓胸等并发症。如果术后胸腔闭式引流管引出的血性液体较多,血色较浓,必须密切观察脉搏、血压变化,以防胸膜腔内有活动性出血。
防止吻合口痰
食管癌术后的患者常规给予留置胃管并给予胃肠减压。首先应防止胃管滑脱,保证肠胃减压通畅手术6h后接负压吸引器。如引出大量血性液体,应降低吸引力并 报告 医生;引流不畅时,用无菌生理盐水冲洗胃管。本组患者术后常规禁食3~4天,胃肠功能恢复后,拔除胃管。胃管拔除后可少量饮水,如2d后无吻合口痰症状,术后5~6天开始进清质流食,100mL/次,6次/d。术后10d进流食,术后15天进半流食,遵循少食多餐的进食原则,逐渐过渡到普通饮食。同时要观察患者进食后的反应,避免进食有刺激性的食物,进食速度要缓慢,注意禁食过硬的食物,以免导致吻合口痰
防止乳糜胸
多因术中损伤胸导管所致,多发生在术后2~10d,引流液为血性或淡黄色液体。恢复进食后,乳糜液漏出量增多,呈白色乳状液体或小米饭汤样。患者表现为胸闷、气急、心悸,甚至血压下降。
2 总结
总之,在食管癌患者中应做好术后并发症的预防护理工作,使得患者最大限度地得以恢复,减轻患者的痛苦和经济负担,提高手术成功率,降低患者的病死率。
1产妇的心理特征
产妇因为其现阶段的生理特殊性,使得产妇易出现恐惧、紧张、忧虑、烦躁等心理特征。初产妇处于对分娩时疼痛的恐惧以及对分娩知识的缺乏,一般都会出现紧张、焦虑等心态,经产妇来自对上次分娩的回忆。另外,很多产妇紧张胎儿的身体是否会出现一些缺陷或疾病。一些产妇因为缺乏对分娩的一般常识,心理反应很强,过分恐惧与紧张,导致产妇极度不配合医生及助产士的工作,以至于影响正常产程进展。
2妊娠期的心理护理
通过同孕妇进行沟通,了解孕妇内心存在的心理障碍根据孕妇的生活环境、心理状态的不同制定个体化心理护理计划,从而对有心理障碍的孕妇更好的开展工作。例如,很多孕妇在分娩前十分恐惧,因为对分娩的过程不了解,经常会出现情绪低落,焦虑等情况。这时对产妇的心理护理就显示出其重要性。护士可向孕妇解释,分娩的具体生理过程,以及此生理过程中需要注意的事项及安全性,当孕妇了分娩的过程及安全性,自然会降低因担心分娩痛苦而产生的焦虑心态;一些在孕妇因为身体原因在妊娠期间有其他疾病或妊娠并发症发生,所以要对她们加强相关的疾病常识介绍,同时进行心理护理,让产妇对自身的病情多有了解,以达到配合治疗的作用。例如:很多患有妊娠期糖尿病的孕妇,护士应给予主动的、具有持续性的心理护理,同时要对产妇进行有关妊娠期糖尿病的健康 教育 ,护士应该做到经常同产妇进行交流,增强同产妇之间的熟悉程度,从而有利于监督指导患者合理控制饮食,及时发现患者内心所存在的问题心态,进行有针对性的心理护理,从而减少病患的心理压力,有利于更好的配合医生进行生产及治疗。
护士应该主动的与产妇进行交流一些孕妇,特别是初产的孕妇,在最初入院治疗时,对医院的陌生感会增加其内心的不安情绪,护士的沟通是医患关系的桥梁。所以,护士应该主动的与产妇进行交流,首先对医院的总体环境,医疗水平进行概括性的介绍;其次,对产妇的个人情况进行了解,让孕妇表达出自己的心理需求,有利于建立个性化的心理护理计划,建立融洽、信任的护患关系。由于信任感的增强,这样产妇也更易接受护士给予的护理帮助及心理支持,更好的协助医生进行治疗。
良好的家庭关系可以降低产妇抑郁症的发生频度创造良好的家庭,特别是高危妊娠孕妇和健康不佳的孕妇要针对其存在的问题给予特别的关心和爱护,护士适当的向产妇的丈夫及其他家庭成员进行相关知识的宣讲,在医院同家庭方面共同帮助孕妇解除心理上的顾虑,树立对医护人员及医学的信任。同时也可以发放宣传手册、建议孕妇参加孕期学校培训的课程、安排孕妇与已经进行分娩的产妇互相交流等增加其对分娩时的感受和信心,改变其认知来减轻焦虑的情绪。调查显示,家庭支持是避免妊娠期妇女抑郁发生的主要因素:家庭成员对产妇的支持理解越高,抑郁症的发生频度越低。多数学者认为,良好的家庭支持有利于婴儿的健康及产妇的恢复,而劣性的家庭关系的存在则损害母子的身心健康。因此,在产妇的家庭中应尽可能营造出一种温馨、和谐、舒适的气氛。
3分娩期的心理护理
第一产程心理护理在分娩过程中,助产士与产妇需要密切接触。助产士要通过亲切交谈,了解她们的内心活动情况,通过她们对妊娠、分娩生理常识的掌握情况,在分娩过程中有针对性的进行护理。因人而异,制定个性化的生产期心理护理计划,向产妇们宣讲妊娠、分娩、育儿等知识,在产妇有疑惑时及时的解决相关问题,在此,可建立医患之间信任的桥梁,是孕妇对助产士具有信任感,从而通过消除对孕妇对于分娩的恐惧感及紧张情绪。以达到孕妇心情的舒缓以及情绪的稳定。对一些情绪极度不安定的产妇,助产士更加要细心及耐心的进行心理护理.指导产妇进行深呼吸,帮助按摩其下腹部及腰部,以减轻症状.避免孕妇过多地消耗体力,以分散产妇的注意力,达到舒缓心理的作用。
第二产程心理护理第二产程是十分关键的,这就使助产人员在这一阶段要更加的稳妥,从而给产妇心理依托,做到忙而不乱,熟练果断,同时在精神上安慰产妇,并且对一些在护理中出现的问题对产妇加以解释,让产妇有安全的心理感受,再加上行之有效的助产操作,鼓励并指导产妇在宫缩时屏气,以增加腹压,促进胎儿下降及娩出,保证胎儿顺利娩出。
第三产程心理护理分娩结束后,当产妇看到自己所生孩子,无论婴儿健康与否,均可引起产妇的情绪激动。表现为或沮丧,或兴奋,以上两种情况都可以通过大脑皮层,直接影响子宫的收缩情况,易导致宫缩乏力,继而出现大出血。此时,一方面在治疗上,给予产妇宫缩剂加强宫缩,从而预防出血的发生,助产士的心理护理在一定情况下起到了作用,另一方面对产妇进行心理安慰,抑制住产妇过分激动的心情,避免产妇因内心波动而导致的一系列的病症。总之,在护士的心理护理下,让产妇在产前做好心理准备是很必要的,这关系到产妇和婴儿的健康。
4结语
产妇的心理护理从主观上可以减轻产妇的心理压力,客观上可以更好的协助医生进行治疗及恢复工作,具有一定的必要性,在今后的护理工作中应该得到重视,不仅作为一门心理学方面的 医学知识 来掌握,同时也是更好的进行医患之间沟通的重要工具,有助于产妇的身体健康及护士工作的顺利完成。
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功能基因组学方法可以克服阻碍癌症药物开发的局限性,如缺乏确定可靠的靶点以及临床疗效差强人意。在这里,我们对来自30种癌症类型的324个人类癌细胞系进行了基因组规模的CRISPR-Cas9筛选,并开发了一个数据驱动框架,以优先选择癌症治疗方案。我们将细胞适应度效应与基因组生物标志物和药物开发的靶标易用性结合起来,系统地优先考虑已定义的组织和基因型中的新靶标。我们证实了我们最有希望的依赖之一,沃纳综合性ATP依赖解旋酶(Werner syndrome ATP-dependent helicase),作为多个癌症类型与微卫星不稳定的一个关键靶标。我们的分析提供了癌症依赖关系的资源,生成了一个框架来优先考虑癌症药物靶标,并提出了具体的新靶标。本研究中描述的原理可以为药物开发的初始阶段提供信息,为新的、多样化和更有效的癌症药物靶标组合做出贡献
患者肿瘤的分子特征影响临床反应,可用于指导治疗促进更有效的治疗和降低毒性。然而,大多数患者并没有得益于这种靶向治疗,部分原因是对候选靶点的了解有限。在癌症药物的开发中,缺乏疗效是由于90%的损耗率造成的,而且用于新靶点的分子药物依旧有限。有效识别和优先考虑肿瘤靶点的无偏策略可以扩大靶点的范围,提高成功率,并加快新癌症疗法的开发。
利用sgRNA文库的CRISPR-Cas9筛选已被用于研究基因功能及其在细胞适应性中的作用。基于crispr - cas9的基因组编辑具有很高的特异性,可以生成空等位基因,从而改变外显表型。在这里,我们提出了324个癌细胞系的基因组规模的CRISPR-Cas9适应度筛选和一项综合分析,使候选癌症治疗靶点的优先化成为可能(图1a),我们通过识别沃纳综合征ATP依赖解旋酶(WRN)作为微卫星不稳定性(MSI)肿瘤的靶点来说明这一点。
为了全面分类肿瘤细胞适配性( 全文的适应性都是这个意思:为细胞生长或生存所需的基因 ),我们对339个癌细胞系进行了941个CRISPR-Cas9适应度筛选,目标基因为18009个。遵循严格的质量控制,最终的分析包括324细胞系来自30个不同的癌症类型,在19个不同的组织。
这些细胞系是高度基因组注释细胞系的细胞模型集合的一部分,广泛代表患者肿瘤的分子特征,包括常见的癌症(如肺癌,结肠癌和乳腺癌)和特定未满足临床需求的癌症( 如肺癌和胰腺癌)。对来自这324个细胞系的筛选数据的分析表明,在分类必需和非必需基因时具有高灵敏度,特异性和精确性,并且结果不受实验因素的偏倚。
在 特定分子或组织学环境中细胞适应性所需的基因 (这个就是文中说的背景依赖性核心基因)可能编码有利的药物靶标,因为在健康组织中诱导毒性作用的可能性降低。 相反,大多数测试细胞系常见或在癌症类型中常见的适合度基因(分别称为泛癌或癌症类型特异性核心适应性基因)可能参与细胞的基本过程并具有更大毒性。 因此,重要的是区分特定背景的适应性基因和核心适应性基因。
我们在每个细胞系中鉴定了1,459个适合度基因。 总共有41%(n = 7,470)的所有靶基因在一种或多种细胞系中诱导了适应性效应,并且这些基因的大多数(83%)在不到50%的测试细胞系中诱导了依赖性(图1b)。 为了识别核心适应性基因,我们开发了一种统计方法,即 自适应最优模型(ADaM) ,以自适应地确定基因被分类为核心适合度基因所需的最小数量的依赖细胞系(图1c)。 被定义为13种癌症类型中至少12种(也是适应性确定的)的核心适应性的基因被归类为泛癌核心适应性基因。 这产生了866个癌症类型特异性和 553 个泛癌症核心适应性基因。
在使用ADaM鉴定的泛癌核心适应性基因中,399先前被定义为必需基因,125是参与必需细胞过程的基因。其余132(24%)个基因是新发现的,并且在细胞管家基因和途径中也显着富集。与先前鉴定的参考核心适合度基因组相比。我们的泛癌核心适应度基因组显示更多基因过程中涉及的基因(中位数= 67%,相对于之前发表的基因组分别为28%和51%),而背景依赖性基因具有相似的假设发现率(FDRs)(取自先前的研究)。血癌细胞系具有最独特的核心适应性基因谱(31个独有的核心适应度基因)。癌症类型特异性核心适应性基因通常在匹配的健康组织中高度表达,与其在基本细胞过程中预测的作用一致,并表明如果用作靶标它们显示出潜在的毒性。值得注意的是, 五种基因在单一癌症类型中是核心适应性,并且在匹配的正常组织中基础水平低或不表达,这表明它们可以在这些组织中诱导癌细胞特异性依赖性。
总的来说,使用统计学方法,我们改进和扩展了我们对人类核心适应性基因的现有知识,并鉴定了具有高毒性可能性的基因,因此代表了不太有利的治疗靶点。 此外,由于拥有大规模的数据集,我们现在可以定义背景依赖适应性基因(每个癌症类型的中位数n = 2,813个基因),其中许多具有与核心适应度基因相似或更强的失去适应性效应。
为了从我们的特定背景特定适应度基因列表中提名有希望的治疗目标,我们开发了一个计算框架,它整合了多种证据,为每个基因分配了一个目标优先级分数,范围0-100,并生成了候选的候选列表对于个体癌症类型或泛癌症候选者。为了排除由于潜在毒性而可能是不良靶标的基因,核心适合度基因被评为“0”。对于每个基因,70%的优先级得分来自CRISPR-Cas9实验证据,并根据适应度效应大小,适应性缺陷的显著性,目标基因表达,目标突变状态和其他证据,对依赖细胞系进行均值评估。其余30%的优先级分数是基于与靶标依赖性相关的遗传生物标记物的证据以及靶标在患者肿瘤中被体细胞改变的频率。对于生物标志物分析,我们进行了方差分析(ANOVA)(图2)以测试适合度基因与484种癌症驱动事件(151种单核苷酸变体和333种拷贝数变异体)或MSI之间的关联,在每种癌症类型中都有足够的大样本(n≥10细胞系)。我们基于针对具有批准或临床前癌症化合物的目标计算的得分(扩展数据图5c和补充表5)得出优先级评分阈值(分别为泛癌和癌症类型特异性分析的 55和41 )。
我们共确定了628个独特的优先目标,包括92个泛癌和617个癌症类型特定目标。 在癌症类型中,优先目标的数量变化大约三倍,中位数为88个目标。 大多数癌症类型的优先目标(n = 457,74%)仅在一种(56%)或两种(18%)癌症类型中被识别,强调了它们的背景特异性。 在癌症类型特异性分析中也发现了最优先的泛癌靶点(88%)。 仅在泛癌症分析中确定的11个优先目标通常包括在来自多种癌症类型(例如,CREBBP和JUP)的一小部分细胞系中发生的依赖性或在有限数量的癌症类型中发生的依赖性。 可用细胞系阻止进行癌症类型特异性分析(例如,黑素瘤中的SOX10)。
在628个优先目标中,120个(19%)与使用具有高显着性和大效应大小(定义为A类靶标)的ANOVA鉴定的至少一种生物标志物相关,因此这些蛋白质对于药物开发特别有利。 例如,PIK3CA是乳腺癌,食道癌,结肠直肠癌和卵巢癌中的A类靶标; PI3K抑制剂正在临床开发用于PIK3CA13突变的癌症。 使用渐进不那么严格的显着性阈值扩展了目标,其中至少一个生物标志物关联由ANOVA确定,其被定义为B类(n = 61,10%),其次是C类(n = 117,19%)目标,一些 在多种癌症类型中鉴定出来的。 总之,这些结果强调了数据驱动的定量框架通过组合来自多种细胞系的CRISPR-Cas9筛选数据和相关基因组特征来确定靶标优先级的潜力。
在目前的药物开发策略的基础上,目标在药物干预的适用性方面各不相同,这为目标选择提供了依据。 使用目标易处理性评估来开发小分子和抗体,我们以前将每个基因分配到10个易处理桶中的1个(1表示最高的易处理性)。 我们将628个优先目标与其可控性交叉引用,并将它们分为三个易处理组。
可追踪性组1(桶1-3)包括临床或临床前开发中批准的抗癌药物或化合物的靶标,并包括40个独特的优先目标,例如乳腺癌中的ERBB2,ERBB3,CDK4,AKT1,ESR1,TYMS和PIK3CB以及PIK3CA。 ,IGF1R,MTOR和ATR在结直肠癌中的表达。在这40个优先目标中,20个具有至少一种针对癌症类型开发的药物,其中靶标被确定为优先,而其余20个靶标具有已经用于或开发用于治疗其他癌症类型的药物,提供重新利用这些药物的机会。第1组中的三分之一优先目标具有A类生物标志物,表明它们是非常理想的目标。一个例子是CSNK2A1,它由结直肠癌细胞系中高度显着的适合度基因CSNK2A1编码,扩增含有FLT3和WASF3的染色体片段(P = ×10-6,玻璃△> )并被靶向silmasertib。具有标记的第1组中的其他优先目标显示ERBB2扩增时存在ERBB2或ERBB3依赖性,ASXL扩增食管癌细胞系中CDK2依赖性,PIK3CA突变存在时PIK3CA依赖性和PTEN乳腺癌细胞系中PIK3CB依赖性突变。
可追踪性组2(桶4-7)在临床开发中包含277个没有药物的优先目标,但有证据支持目标易处理性。其中,18%具有A类生物标志物,包括KRAS依赖于KRAS突变细胞系,USP7依赖于APC野生型结肠直肠细胞系,KMT2D依赖于乳腺癌细胞系,扩增含有PPM1D和CLTC的染色体片段和MYI扩增的骨和胃癌细胞系中的TRIAP1依赖性。值得注意的是,我们观察到具有MSI和泛癌的结肠直肠和卵巢细胞系中的A类生物标记物依赖于WRN。在第2组中与生物标志物无关的优先目标中,GPX4是多种癌症类型的靶标。对GPX4抑制的敏感性与上皮 - 间充质转变相关,并且我们观察到与GPX4依赖性细胞系中的上皮 - 间质转化相关的标志物的差异表达。这表明我们的目标优先级方案的未来改进如何能够捕获与扩展的分子特征集相关的优先目标,包括基因表达,染色质修饰和分化状态。
最后,第3组(第8-10栏)包括311个优先目标,这些目标没有任何支持或缺乏可以告知可行性的信息; 该组显着富含转录因子。 具有A类生物标志物的组3中的优先目标的实例包括乳腺癌中的FOXA1和GATA3,血液学和淋巴癌中的MYB,卵巢癌中的STX5和神经母细胞瘤细胞系中的PFDN5。
易处理性组1中的优先目标富含蛋白激酶,突出了针对这类目标的药物开发的主要焦点,与第2组和第3组相比,其包括功能更多的多样化靶组。 第2组中的目标最有可能通过常规方式新颖且易于处理,因此代表了药物开发的良好候选者。 较新的治疗方式,如蛋白水解 - 靶向嵌合体,可能会增加适合药物干预的蛋白质的范围,以包括第3组中的目标。总体而言,我们的框架提供了数据驱动的优先治疗目标列表,这些目标将是 癌症药物的发展。
为了证实我们的目标优先级策略,我们研究了WRN解旋酶作为MSI癌症的有希望的靶标。 WRN是五种RecQ家族DNA解旋酶之一,是唯一一种同时具有解旋酶和外切核酸酶结构域,并且在DNA修复,复制,转录和端粒维持中具有不同的作用。 MSI表型是由于MMR途径基因的沉默或失活导致的DNA错配修复(MMR)受损引起的。 MSI与高突变负荷相关,发生在20多种肿瘤类型中,常见于结肠癌,卵巢癌,子宫内膜癌和胃癌(3-28%)。
WRN的依赖性与泛癌ANOVA中的MSI以及结肠癌和卵巢癌细胞系的分析密切相关。 大多数MSI的子宫内膜和胃癌细胞系依赖于WRN; 然而,由于样本量小,与MSI的关联不显着(对于胃)或未进行测试。 MSI在许多其他肿瘤类型中是罕见的(<1%),例如肾,黑素瘤和前列腺癌,并且大多数(测试的5个中的4个)来自这些组织的MSI细胞系不依赖于WRN。 其他经过测试的RecQ家族成员(BLM,RECQL和RECQL5)与MSI细胞系中的适应性基因无关。 对MMR途径基因的非同义突变,启动子甲基化和纯合缺失的集中分析证实了WRN依赖性与MLH1启动子的高甲基化或MSH6突变之间的显着关联; 以及表观遗传调节因子MLL2(也称为KMT2D)的突变。
为了进一步验证WRN,我们进行了基于CRISPR的共竞争测定,其中比较了WRN敲除与野生型细胞的相对适应度。与来自结肠癌,卵巢癌,子宫内膜癌和胃癌的六种MSI细胞系中的野生型细胞相比,使用四种单独sgRNA的WRN敲除降低了WRN敲除的适应性。相比之下,来自这四种组织的所有微卫星稳定细胞系没有差异。一致地,WRN在克隆形成测定中对MSI细胞具有选择性的基础。值得注意的是,WRN敲除对细胞适应性具有有效影响,其效应大小与核心适应度基因相似。此外,我们从系统RNA干扰筛选中挖掘数据并确认MSI癌细胞系中的WRN依赖性,并证实通过RNA干扰的WRN下调强烈地损害了MSI HCT116细胞中的生长,从而在正交实验系统中提供了验证。尽管MMR缺乏与WRN依赖性之间存在很强的相关性,但在微卫星稳定的SW620细胞系中敲除MLH1并未诱导WRN依赖性;相反,HCT116细胞与含有MLH1和/或MSH3的染色体互补(以恢复其表达和纠正MMR缺陷) - 并不能恢复WRN敲除的效果。
为了确定适应性损失效应是否对WRN具有选择性并确定药物靶向的潜在策略,我们使用野生型或亚型Wrn的亚型(对我们使用的WRN sgRNA具有抗性)进行功能性拯救实验 )外切核酸酶(E78A)或解旋酶(R799C或T1052G)结构域中的突变会损害蛋白质功能。 野生型或核酸外切酶缺陷型Wrn的表达拯救了MSN细胞中WRN的敲除,而解旋酶缺陷型Wrn的表达导致无(R799C)或弱(T1052G)拯救。 因此, WRN的解旋酶活性是必需的,并且是可用于治疗靶向的重要结构域。
为了评估MSI细胞对WRN消耗的体内敏感性,我们在HCT116细胞中开发了多西环素诱导型WRN sgRNA系统。 在小鼠中皮下移植表达WRN sgRNA的HCT116细胞后,用强力霉素治疗导致已建立肿瘤的显着生长抑制和增殖细胞数量的减少。 这些发现证实WRN是维持MSI结肠直肠癌细胞体内生长所必需的。
参考文献: Behan F M, Iorio F, Picco G, et al. Prioritization of cancer therapeutic targets using CRISPR–Cas9 screens[J]. Nature, 2019, 568(7753): 511.
2021年9月6日,清华大学王建斌团队和中国医学科学院肿瘤医院吴晨团队的研究人员在 Nature Communications 上发表关于单细胞转录组分析揭示食管鳞状细胞癌的肿瘤微环境的文章,研究人员采用单细胞转录测序技术对60例食管鳞状细胞癌患者的肿瘤组织和4例正常组织进行单细胞测序,揭示了食管鳞状细胞癌肿瘤微环境中的免疫抑制状况,为深入了解食管鳞状细胞癌的发病和进展机制提供了基础。 接下来我带大家一起走进这篇文章深入了解作者的研究思路及主要结论。 【发表期刊】 Nature Communications 【发布时间】 2021年9月6日 【影响因子】 研究背景 食管癌是临床常见的消化系统恶性肿瘤,是全球第七大常见的癌症。据统计,我国食管癌发病率和死亡率呈快速上升趋势,而食管鳞状细胞癌(esophageal squamous cell carcinoma , ESCC)占我国食管癌总数的90%以上,ESCC 的5年生存率约为20-30%,这可能是由于早期诊断困难和缺乏有效治疗引起的,因此剖析 ESCC 肿瘤微环境(Tumor microenvironment , TME)的细胞组成及变化,对于建立早期诊断和创造有效的治疗至关重要。 在过去的几十年中,已有许多关于 ESCC 转录组学研究报道,但之前的研究是依赖于 cDNA 微阵列或 Bulk 测序,不能说明在异质性肿瘤组织中的细胞动态变化。单细胞转录组测序是近年来发展起来的一种有效方法,已被证明能够对异质性肿瘤组织进行分析,并破译肿瘤细胞与其微环境之间的相互作用。所以阐明 ESCC 的转录组特征和微环境成分,对制定有效的早期诊断和治疗策略是非常重要的。 ·研究思路 ·研究结果 01、 绘制 ESCC 肿瘤微环境图谱 对60例 ESCC 患者的肿瘤组织和4例正常组织进行单细胞转录测序(CD45-细胞)和 TCR 测序(CD45+ 细胞),并使用经典的 marker 基因进行注释(图1a)。从 CD45- 细胞中鉴定了8个主要细胞群:上皮细胞、成纤维细胞、内皮细胞和周细胞,在 CD45+ 细胞中鉴定了 T 细胞、B 细胞和髓样细胞。与正常组织相比,ESCC 肿瘤组织有更多的上皮细胞和周细胞,但成纤维细胞较少(图1b,1c)。02、 上皮细胞的瘤内和瘤间异质性 作者先研究 ESCC 中上皮细胞的表达状态,将52个患者的上皮细胞重新聚类分成38个亚群(图2a),并分析每个亚群在不同患者的比例,发现其中24个细胞亚群(≥75%)来自单个患者,而其他14个亚群则由多个患者构成(图2b)。作者将上述24个亚群定义为第1组亚群,另外14个亚群定义为第2组亚群。比较每名 ESCC 患者的上皮组成成分,发现其中21例患者的 ESCC 主要由第1组亚群组成,31例患者由第2组亚群组成(图2c),另外使用 PCA 分析上皮细胞在肿瘤内和肿瘤间的异质性(图2d),上述结果表明 ESCC 广泛存在肿瘤内和肿瘤间异质性且是正相关(图2e)。同时发现第1组亚群比第2组亚群具有更高的肿瘤间异质性(图2f)。03、 ESCC 上皮细胞中八种常见表达程序 为了研究多个样本之间上皮细胞的共表达程序,对每个样本内部重新进行聚类分成274个亚群(图3a)。基于每个亚群的 top30 基因进行层次聚类分析,共鉴定了8个具有不同功能和细胞状态的表达程序(图3b)。通过 GSVA 对表达程序细胞进行富集分析,发现不同的表达程序具有不同的生物学功能(图3c),通过相关性分析不同表达程序之间的相互作用,确定了5个显著的共现程序,Epi1 与 Epi2 高度共存,反映了 Epi1 和 Epi2 对上皮细胞分化的需求,Epi1 也与循环程序同时发生,反映了 Epi1 对细胞生长和增殖途径的激活。Epi2 程序与粘膜程序高度共存,表明粘膜免疫存在于分化良好的上皮细胞中(图3d)。最后对8个表达程序进行打分以及对患者进行聚类,发现每个表达程序在 ESCC 患者之间高度不均一,大多数 ESCC 患者表达不止一个程序(图3f)。04、 ESCC 的免疫抑制型肿瘤微环境 由于 T 细胞是 TME 中最丰富的肿瘤浸润淋巴细胞,因此重新聚集分析69278个 T 细胞,共分成9种不同的细胞亚群,与正常组织相比,ESCC 的 TME 中富含调节 T 细胞和耗竭 T 细胞,缺少初始、效应和记忆 T 细胞,表明 TME 处于免疫抑制状态(图4a)。与 I 期肿瘤相比,II/III 期 ESCC 的衰竭和 Treg 评分显著升高,说明 ESCC 的 TME 免疫抑制状态随着肿瘤进展而恶化(图4b)。另外 TCR 分析显示,TCR 克隆型组成和增殖细胞比例在不同的 T 细胞亚型中高度不同,耗竭 T 细胞具有最高的克隆扩增水平和增殖细胞比例(图4c,4d)。 由于肿瘤相关巨噬细胞(Tumor associated macrophages , TAMs)已被证明是调节先天性和适应性免疫反应以及促进肿瘤血管生成、侵袭和转移的基础,因此对19273个髓系细胞重新分群成11种不同的细胞亚群(图4e),发现单核细胞和 TAMs 不仅表达与免疫抑制相关的基因( TGFB1 和 COX2 ),而且还表达与血管生成相关的基因( VEGFA 、 CXCL8 、 MMP9 和 MMP12 )(图4f)。树突状细胞(Dendritic Cells , DC)有三种不同的细胞亚型:经典 DC (cDC)、耐受性 DC(tDC)和浆细胞样 DC(pDC),其中免疫检查点基因 PD-L1、PD-L2 和 IDO1 在 tDC 中表达量最高(图4g),另外 ESCC 显著富集 tDC,且 PD-L1、PD-L2 的表达高于与正常组织(图4h)。另外从一名 ESCC 患者组织中分离的 tDC 与人外周血的 CD8+ T 细胞共培养,发现 tDC 显著抑制 CD8+ T 细胞的增殖,在加入 PD-L1 抗体后,可恢复 CD8+ T 细胞的增殖和活化(图4i,4j)。上述结果表明 tDC 在 ESCC 免疫抑制微环境中起着至关重要的作用。05、 ESCC 基质细胞的互作和分化 成纤维细胞和周细胞可通过周细胞-成纤维细胞分化为肌成纤维细胞,是 TME 的重要的组成部分,可促进肿瘤侵袭和转移。因此作者将成纤维细胞和周细胞重新聚类分为9个亚群(图5a)。这些成纤维细胞亚群具有不同的标记基因和通路活性,NMF 表达编码蛋白酶抑制剂相关的的基因(SLPI 和 PI16),NAF1/2 表达与伤口愈合反应相关基因(IGF1、C7 和 APOD),CAF1 和 CAF2 表达促炎趋化因子(CXCL1 和 CXCL6),另外 CAF1 也高表达(CCL2、CCL11 和 CXCL14), CAF2 高表达活化周细胞的细胞因子(CXCL5 和 CXCL8),CAF3 和 CAF4 则高表达肌成纤维细胞的标志基因(TAGLN 和 ACTA2)(图5b)。另外作者发现成纤维细胞两种不同发育轨迹,在一个分支中发现从 NMF 到 NAF1/2、CAF1、CAF3 和 CAF4 的分化轨迹,另一个分支发现周细胞、CAF2 和 CAF4 的分化轨迹(图5c)。基于分区的图抽象(PAGA)分析不同亚群之间相互作用,发现 CAF1 与 NAFs 和 CAF4 相关,而 CAF3 则是与 CAF2 和 CAF4 之间的联系更加密切(图5d)。与正常组织相比,肿瘤组织中高 CAF2、CAF3、CAF4、周细胞和血管平滑肌细胞,其中 II/III 期 ESCC 比 I 期表达更多的 CAF3 和 CAF4(图5e)。上述结果表明在 ESCC 微环境中,CAFs 的积累可能在肿瘤进展中起关键作用。 由于内皮细胞(Endothelial Cell , EC)在 TME 中经常表现出异常的表型和功能,这可能会限制它们对抗血管生成疗法的反应,因此将11267个内皮细胞重新聚类为6个亚群,包括3个正常 EC(NEC1-NEC3)和3个肿瘤 EC(TEC1-TEC3)(图5f),通过聚类热图发现 TECs 具有特异性激活的通路,包括细胞增殖、血管生成、TGF-β 信号传导、EMT 和能量代谢(图5g)。另外 TECs 高表达与血管生成相关的分子(VEGFR1、VEGFR2、VEGFR3和PDGFB),但与细胞粘附相关的基因(ICAM1 和 VCAM1)表达水平则低于 NECs(图5h)。 PDGFB-PDGFRB 信号通路在周细胞-肌成纤维细胞转化中起着关键作用,且 PDGFB 主要由内皮细胞分泌,通过配体-受体互作分析发现,TEC 和周细胞之间有很强的相互作用(5i),TEC 中 FDGFB 的表达水平与周细胞-内皮细胞比值、CAF2 和 CAF4 比例呈正相关(图5j,5k)。上述结果表明,TEC 可能通过诱导周细胞向肌成纤维细胞的转化,促进肿瘤血管生成,从而促进肿瘤进展。·研究结论 本研究对60个 ESCC 患者和4例正常组织的208659个单细胞转录组数据进行分析,揭示了 ESCC 的 TME 组成。阐明了肿瘤细胞和 TME 细胞之间可能的相互作用以及 TME 中不同细胞类型之间的相互作用,这些结果揭示 ESCC 的 TME 免疫抑制状况,为深入了解 ESCC 的发病和进展机制提供了基础。 参考文献: ZhangX, Peng L, Luo Y, et al. Dissecting esophageal squamous-cell carcinoma ecosystem by single-cell transcriptomic analysis. Nat Commun . https:2021;12(1):.
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