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脑转移（BrM）长期以来被认为是癌症相关死亡的主要原因，约30%的晚期实体恶性肿瘤患者会发生脑转移。然而，随着癌症患者生存期的延长和整体预后的改善，脑转移发生率呈现上升趋势。尽管临床采用手术切除、放射治疗、化学治疗、免疫治疗及靶向治疗等综合治疗手段，脑转移患者的生存预后仍然不容乐观。
2025 年 4 月 10 日，北京大学生物医学前沿创新中心白凡教授团队、中山大学附属第一医院张弩教授团队、中山大学肿瘤防治中心牟永告教授团队在 Cancer Cell 期刊发表了题为：Pan-cancer human brain metastases atlas at single-cell resolution 的研究论文。借助Tissue Cytometry技术，深入探究了泛癌人类脑转移（BrM）的复杂微环境，挖掘出关键的细胞特征和相互作用，为脑转移的精准治疗带来了新希望。
本研究通过对108例BrM样本和111例原发肿瘤（PT）样本进行整合性单细胞RNA测序分析，系统揭示了不同癌症谱系和亚群中细胞状态与组成的特征及重塑规律。研究发现，恶性细胞存在三大共性特征：染色体不稳定性增加、显著的增殖与血管生成特征、以及神经样BrM相关元程序的激活。BrM肿瘤微环境以免疫抑制性骨髓和基质细胞亚群为主导，这些细胞群与不良预后和免疫治疗耐药相关。此外，研究鉴定出五种不同的BrM生态型，这些亚型与特定的组织病理学模式和临床特征相关联。该工作系统阐明了跨癌种BrM的生物学特征，提示可能存在可临床开发的共性治疗靶点。
血管生成性毛细血管内皮细胞
研究人员使用Tissue Cytometry技术的多重免疫荧光染色试剂盒方案、TissueFAXS Spectra 成像系统与 StrataQuest 分析软件，成功揭示了脑转移瘤中血管生成性毛细血管内皮细胞（ECs）的特殊性。
这些细胞在 BrM 中不仅展现出淋巴管生成样和免疫抑制特征，还通过与原发肿瘤（PTs）对比分析发现，BrM 中的血管生成毛细血管 E03 细胞在基因表达上发生了显著重塑，高度表达淋巴管标志性基因（如 LYVE1、TFF3 和 DSP），这一关键发现被多重免疫荧光染色实验进一步证实，有力地阐明了 BrM 微环境中血管 ECs 的独特属性。
特殊周细胞亚型（S06）
研究还借助 Tissue Cytometry技术锁定了一种特殊周细胞亚型（S06），这种周细胞在多种癌症类型的脑转移瘤中高度富集，并且表达与血管重塑和生成紧密相关的基因（如 MMP9 和 PGF）。多重免疫荧光染色实验再次发挥关键作用，直观呈现了这些周细胞在 BrM 中的富集现象，凸显了其在肿瘤血管微环境中的潜在重要性。
脑转移瘤免疫微环境
针对脑转移瘤免疫微环境的研究成果同样引人注目。通过分析 BrM 样本，研究发现黑色素瘤 BrM 的肿瘤微环境（TME）主要由耗竭 T 细胞构成，这为免疫检查点抑制剂疗法的应用前景提供了重要线索。研究人员还精准鉴定出一种与缺氧和血管功能相关的巨噬细胞亚群（M04），该亚群在不同癌症类型的脑转移部位显著富集。深入比较 BrM 和 PTs 的 M1/M2 状态后发现，BrM 中 M1 状态显著降低而 M2 状态升高，表明髓系细胞在脑转移微环境中整体呈现免疫抑制和肿瘤促进状态。
NECTIN2-TIGIT
研究的另一大亮点是发现了 NECTIN2-TIGIT 轴作为 BrM 通用免疫检查点的潜力。利用邻位连接测定（PLA）技术，研究人员在人类 BrM 切片中验证了成纤维细胞和 T 细胞之间以及内皮细胞和 T 细胞之间的 NECTIN2-TIGIT 相互作用，这为针对该轴的免疫治疗策略开发奠定了坚实基础。
BrM 的生态型及其临床相关性
最后，研究团队借助Tissue Cytometry技术对 BrM 的生态型及其临床相关性进行了系统分析。通过对代表性 BrM 样本进行多重免疫组化染色和转录组重新分析，成功重现了每种生态型的细胞组成，为脑转移瘤的精准分类和个性化治疗提供了关键依据。
Tissue Cytometry技术工作流，包含基于TSA技术的多重免疫荧光试剂盒、全景连续光谱成像、光谱拆分算法及一键式大数据分析软件，在本研究中发挥了不可或缺的作用，解决了在复杂肿瘤免疫原位切片中准确获得单细胞阳性信号表达水平难、肿瘤微环境复杂程度高评估精度不足等问题，不仅助力科研人员在脑转移瘤领域取得重大突破，更为未来的临床应用和药物开发指明了方向，有望显著改善脑转移瘤患者的治疗效果和生活质量。
