研究背景胃癌在我国的发病率和死亡率均位居前列。曲妥珠单抗联合化疗作为HER2阳性胃癌患者的一线治疗已经得到多个指南的推荐。但是,HER2阳性胃癌患者的肿瘤异质性明显,其活性通常受到耐药性的限制。受遗传因素、环境因素、饮食因素等影响,胃癌表现出高度的组织学、转录组学、基因组学和表型异质性。随着肿瘤分子生物学的进步以及高通量测序的发展,胃癌的研究进入了分子水平和高分辨率的层面。普通转录组测序（bulk-seq）是从大块组织样本中检测表达量的平均值,掩埋甚至曲解组织内不同细胞亚群的分子特征,不利于对肿瘤异质性的精确研究。基于单细胞转录组测序技术,本研究对曲妥珠单抗治疗后的HER2阳性胃癌组织进行单细胞表达谱的检测,从而探索胃癌恶性上皮和肿瘤髓系细胞的异质性。研究内容本研究共纳入了 6例HER2阳性胃癌组织（3例曲妥珠单抗耐药,3例曲妥珠单抗敏感）进行单细胞测序分析。经过数据质控,得到了 43244个单细胞的表达谱。对这个43244单细胞的表达矩阵进行基因标准化,特征值选择,主成分线性降维分析,选取前50个主成分进行UMAP降维和可视化。Seurat包获得Marker基因后,根据Cell Marker,PanglaoDB等数据库对细胞类型进行注释。对上皮细胞群和髓系细胞群进行亚群细分,根据其差异表达基因进行GO和KEGG的功能富集分析。最后使用cellphoneDB进行细胞通讯分析。根据Marker基因分析,我们鉴定出21个主要的cluster,包括T淋巴细胞、B淋巴细胞、浆细胞、内皮细胞、上皮细胞、成纤维细胞、髓系细胞群等。进一步分析上皮细胞群,可将其聚类为6个亚群。其分布具有异质性,cluster 0、cluster 3在耐药组中比例较高。对其进行基因功能富集分析后发现这两个亚群主要参与免疫效应的激活与调节、脂质代谢过程的调节等。对髓系细胞群重新聚类,得到5个巨噬细胞群、2个单核细胞群和1个DC,其分布具有样本特异性,表明高度的肿瘤异质性。其中S100A8+S100A9+LYZ+经典型单核细胞、LAMP3+DC在耐药组中占优势。LAMP3+DC分泌CCL17、CCL19和CCL22等趋化因子在肿瘤区域招募Tregs,抑制CD8+T,调节T细胞的激活与分化,与恶性上皮细胞群有密切的细胞通讯,发挥免疫抑制功能。研究结论本研究以6名HER2阳性胃癌患者为研究对象分析了胃癌上皮细胞与髓系细胞的各亚群类型及其差异基因的功能,发现HER2阳性胃癌曲妥珠单抗耐药的患者中,上皮细胞群和髓系细胞群有明显的肿瘤异质性,两者间有密切的细胞互作,为免疫治疗靶点提供了一个新的方向。