跨多种表型的人类胃和结直肠组织的一体化单细胞转录组图谱

这对肠道健康意味着什么

胃和结肠癌是全球主要的癌症死亡原因之一，但这些疾病发生的组织极其复杂。每一处肿瘤都是由多种细胞类型组成的繁忙“社区”，这些细胞可以促进或抑制癌症生长。本研究提供了迄今为止其中最庞大、最精细的人类胃与结直肠组织单细胞图谱之一，涵盖健康、炎症和癌变状态。通过向全球研究者开放这张图谱，这项工作为理解为何个别人会患癌、为何某些治疗更有效，以及未来如何更精确地定制疗法，提供了新的起点。

构建详尽的细胞图谱

作者收集了原始的单细胞RNA测序数据，这项技术能够同时读取数千个单个细胞中哪些基因处于活跃状态。他们系统性地检索了公共数据库中涵盖多种细胞类型的人类胃和结直肠数据集，而非仅关注单一细胞类型。总体上，他们汇编了来自229例胃样本和220例结直肠样本的数据，这些样本来自多个独立研究，覆盖从正常组织和各种炎症形式到原发肿瘤及多个转移灶的广泛临床情形。

从嘈杂测量到清晰数据

由于不同研究团队使用了不同的仪器和实验流程，合并后的数据最初存在不一致性和噪声。团队应用了严格的质量控制规则以去除受损或低质量的细胞，剔除了检测到基因过少或过多或显示细胞应激迹象的细胞。随后他们对几种常用的数据整合方法进行了基准测试，以评估哪一种在消除技术差异的同时最能保留真实的生物学模式。一种名为Harmony的工具被发现是最好的折衷，生成的整合图谱中细胞是根据其真实身份和疾病状态分组，而不是根据其来源研究。

肠道“街区”里有哪些细胞

整合后，研究者在胃和结直肠组织中识别出70种不同的细胞类型。大体上包括构成肠道内表面的上皮细胞、形成结构支撑的成纤维细胞及其他基质细胞、血管细胞、多种免疫细胞以及结肠中特化的胶质细胞。在这些大类之内，他们使用已知的标记基因区分出精细的亚型。例如，将多条上皮谱系（如杯状细胞、吸收细胞和专门的结肠细胞）分开，以及区分出多种成纤维细胞和血管细胞的不同“风味”，这些细胞塑造局部环境并可能影响肿瘤的生长与扩散。

健康、炎症与癌症中的免疫细胞

该图谱阐明了随着组织从健康转向炎症再到癌症，免疫细胞群落如何发生变化。在胃部，某些与免疫检查点和促瘤相关的巨噬细胞亚型在癌症及转移样本中更常见，而肥大细胞则减少。在结肠，正常组织富含与组织稳态相关的常驻巨噬细胞，但肿瘤组织中则更多支持癌症进展的巨噬细胞并伴随中性粒细胞增加。对T细胞和B细胞亚型的详细绘制，包括耗竭型T细胞和产生抗体的浆细胞，显示出与预后较差和慢性炎症一致的模式，例如肿瘤附近保护性IgA产生细胞的丧失以及溃疡性结肠炎中IgG产生细胞的增加。

追踪细胞的发育轨迹

为验证其细胞注释反映真实生物学，团队使用计算方法将T细胞按可能的发展路径排序，从天真细胞向记忆和耗竭状态演进。这些轨迹与胃和结肠中CD4及CD8 T细胞的既有模型相吻合，加强了对注释的信心。结合对不同时期疾病和样本来源间细胞比例的仔细检查，这些验证表明图谱既捕捉到了细胞类型的多样性，也反映了疾病进展时细胞行为的预期变化。

该资源对未来的意义

这项工作并非提出单一新疗法，而是提供了一个共享的参考，供众多研究者使用。通过提供一个经统一处理、注释完善的图谱，包含来自胃与结直肠组织的逾一百万个单细胞数据以及相关临床信息和开放代码，该研究使跨疾病与跨中心比较研究变得更为容易。通俗地说，它像一张高分辨率的肠道“街道地图”，展示不同细胞类型的分布及其在炎症和癌症中的变化。这张地图可指导未来寻找胃肠道癌症的共同薄弱环节，并设计作用于肿瘤微环境中特定细胞群的治疗策略。

引用: Go, Y., Uesugi, A., Lee, D. et al. Integrated single-cell transcriptomic atlas of human gastric and colorectal tissues across diverse phenotypes. Sci Data 13, 751 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-07108-3

关键词: 单细胞图谱, 胃癌, 结直肠癌, 肿瘤微环境, 肠道炎症