概述

　　分子医学既是科学的前沿热点，也是临床医学和转化医学的基础。以分子诊断、分子影像与个体化医学为主要内容的分子医学式是当代医学的重要基础和重大科学问题。当前，进行肿瘤分子分型的测序技术已发展至单细胞多组学水平，如基因组、转录组、表观基因组、蛋白质组等；同时，分子影像技术如旧示踪剂的新适应证、新型示踪剂等也得到快速发展。肿瘤患者的精准治疗不再只依赖于组织病理类型和病情阶段证据，而是可根据肿瘤分子分型不同，进行个体化靶向治疗；其中以PROTACs为代表的新型小分子靶向抑制剂设计技术正逐渐成为分子药物研发的新热点，可为肿瘤患者提供更多新选择。此外，免疫治疗耐药性的出现，基于免疫治疗的联合治疗成为肿瘤治疗的新趋势。

　　1.肿瘤分子诊断研究进展

　　1.1 单细胞测序技术在肿瘤中的研究进展

　　研究表明肿瘤细胞及肿瘤微环境存在异质性，以往在整体水平研究肿瘤的方法存在一定的局限性[1,2]。单细胞测序（scRNA-seq）技术是近年新兴的高通量检测技术，与传统测量整体肿瘤组织的测序技术不同，scRNA-seq评估特定单细胞亚群的状态，并有望成为癌症转化研究的标准[3]。目前scRNA-seq技术已发展到多组学领域，包括转录组分析、基因组分子、表观基因组分析和蛋白质组分析。通过多组学分析方法，可以对细胞活动进行更深入和更全面的探究，以更好地了解肿瘤状态[4,5]。随着技术的发展和大型数据集的产生，公开可用的单细胞数据库随之产生。例如人类细胞图谱数据库旨在通过提供开放的单细胞测序数据反映包括癌症在内的许多疾病的信息[6]。scRNA-seq技术的应用鉴定了肿瘤内异质性和转录活性差异，肯定了肿瘤浸润性免疫细胞表征的重要性，并为不同癌症类型提供了新的治疗策略[7, 8]。

　　1.2 单细胞RNA测序技术在透明细胞肾细胞癌中的运用

　　透明细胞肾细胞癌（ccRCC）是泌尿系统最常见的肿瘤之一，免疫检查点抑制剂（ICI）及其联合疗法已成为临床标准治疗方法之一，然而肾细胞癌患者在治疗中出现的肿瘤耐药、预后不良乃至疾病进一步发展的有限临床收益持续困扰临床治疗。单细胞RNA测序（scRNAseq）技术可在全基因组和单细胞水平上研究免疫细胞，以阐述透明细胞肾细胞癌肿瘤微环境在免疫细胞组成及其转录组和基因组水平上的异质性特点，促进理解肾细胞癌免疫抑制微环境，以优化治疗方案并最终预测预后[9]。使用scRNAseq定义复杂的ccRCC免疫微环境，提供了一个独特的机会来阐明对ICI治疗反应的潜在机制和/或标记物，以及提高对ICI反应率的可能靶点。而对肿瘤浸润免疫细胞分析，特别是T细胞衰竭、抑制性TAMs和抑制性细胞间相互作用，也显示出对临床结果和免疫治疗反应具有临床预后和预测的重要价值[10,11]。

　　1.3 单细胞分析肝癌免疫微环境图谱

　　肝癌（HCC）居世界肿瘤相关第三位死因。HBV感染是我国原发性肝癌最主要的致病因素。作为这种慢性感染性肝炎导致的肿瘤，HBV相关肝癌具有与其他类型截然不同的发病机制和治疗特点。近年来，免疫检查点阻断疗法在众多肿瘤治疗中卓有成效，但其在HCC治疗中效果欠佳，部分患者未能受益。其中，肝癌免疫微环境中多种细胞及相关调控因子形成的复杂交互网络发挥重要的调控功能，但其在单细胞水平上的图谱特征仍待进一步阐明。研究发现，相较于外周血，HCC癌组织中可富集到更高水平的组织驻留型HBV特异性CD8+T细胞，表现为PD-1loTOXlo的非终末期耗竭状态，并与患者生存期显著正相关[12]。而相较于原发性HCC，早期复发性HCC中免疫抑制型Treg细胞比例降低，树突细胞DC和先天性CD161+CD8+T细胞增加，形成低增殖和功能失调的抗肿瘤免疫，促进肿瘤的复发[13]。通过绘制肝癌免疫微环境单细胞分辨率水平的免疫图谱，可深入研究肿瘤形成、转移或药物治疗中的细胞动态变化及其调控机制，有望为肝癌未来的免疫治疗提供新的靶标与策略。

　　2.肿瘤分子影像研究进展

　　2.1 多发性骨髓瘤分子影像进展

　　多发性骨髓瘤（Multiple myeloma, MM）的诊断和治疗在近年来的最新进展中强调了影像方法的重要性，不仅体现在疾病的定位和疾病严重程度方面，而且体现在预后分层和对治疗反应的评估方面。结合了形态学和功能代谢信息的PET/CT在该疾病应用评估上处于重要地位。PET最常用的示踪剂是18F-氟脱氧葡萄糖（18F-FDG），一种葡萄糖类似物，18F-FDG PET/CT可非常准确的评估骨髓瘤骨髓和髓外病变，具有较高的特异性和敏感性，敏感性范围达80%-100%。目前，18F-FDG PET/CT在MM的作用已达到相当显著的证据水平[14]，在临床上越来越受到重视，以至于可作为MM诊断分期、预后评估以及治疗反应评估的一种可选方法。然而，这种示踪剂尚存在一些局限性，主要与骨髓和大脑中FDG的生理摄取方面相关，这降低了其诊断有效性。有鉴于此，一些研究评估了其他PET示踪剂的有效性，这些示踪剂有些提供了有关蛋白质代谢或代谢质膜合成的信息，如胆碱和蛋氨酸，有些则是针对骨髓瘤细胞表达的受体的创新放射性药物，以及针对趋化因子受体的示踪剂。

　　旧示踪剂的新适应证：11C-胆碱与FDG PET显像对比研究指出，在阳性病变的数量存在显著差异，11C-胆碱具有更高的目标/背景比（T/NT比值）[15]。但目前，11C-胆碱-PET尚未用于MM患者管理的临床实践，只有在更大的前瞻性研究中验证诊断准确性后，才有可能将其纳诊疗规范流程。利用11C-MET（蛋氨酸）PET/CT在检测骨髓瘤病变方面的系列研究中表现出具有比18F-FDG更好的诊断效能。Nakamoto等和Lapa等的研究表明11C-MET  PET/CT检出髓质和髓外病变的能力明显高于18FDG PET/CT[16，17]。

　　新型示踪剂：目前，已经研究了一些浆细胞疾病的特定生物标志物用于诊断和治疗目的，主要有趋化因子受体4（CXCR4）和CD38。CXCR4是多种癌症中肿瘤细胞生长、进展、侵袭和转移的关键因子，在MM中过度表达[18]，并与疾病的进展和预后相关[19]。Pentixafor是一种非常有前景的多肽，与CXCR4具有高亲和力，具有诊断治疗特征。用68Ga标记后，可成为理想的PET示踪剂，而用发射β射线的90Y或177 Lu标记后，可成为治疗示踪剂。68Ga-Pentixafor PET/CT可以作为治疗和预后分层的有用工具，与18F-FDG PET/CT相比，68Ga-Pentixafor PET/CT具有更高的敏感性[20-21]。在63%-86%的病例中，68Ga-Pentixafor检测骨髓瘤病变优于或等于18F-FDG PET/CT。定量分析发现，在新诊断的MM病人，68Ga-Pentixafor的骨髓摄取值指标（TBmUCXCR4、SUVmax和SUVmean）与终末器官损伤、分期和与肿瘤负荷相关的生物标志物（血清β2-微球蛋白、血清游离轻链和24小时尿轻链）呈正相关，而在18F-FDG PET/CT中，只有SUVmean值与血清游离轻链和24小时尿轻链呈正相关。表明，在新诊断MM病人肿瘤负荷评估方法，68Ga用于PET定量可能是一种很有前途的生物标志物，效果优于18F-FDG。用68Ga-Pentixafor PET/CT测量的半定量参数与器官损伤评分（CRAB标准）存在显著相关性，而18F-FDG PET/CT的半定量参数，则不存在相同的相关性。

　　分子成像领域的另一个新前沿是采用正电子发射同位素标记抗体的可能性，通常被定义为PET免疫显像。众所周知，多发性骨髓瘤细胞表达一种跨膜糖蛋白CD38，是达雷妥尤单抗（Daratumumab）免疫治疗MM的靶向抗原。因此，利用铜-64（64Cu）和锆-89（89Zr）等正电子发射放射性同位素标记Daratumumab，有望成为MM成像的理想PET示踪剂。但目前的研究大多数在动物模型上进行，在唯一一项对10名患者进行的采用89Zr-DFO-Daratumumab PET/CT首次人体I期研究中，结果显示，CD38阳性骨髓瘤病人可视化和定位研究可以实现对骨髓瘤PET免疫成像原理的准确验证。这个结果令人鼓舞，为未来检测肿瘤负荷、评价肿瘤残留病变、预测达雷妥尤单抗的应答等临床研究提供了大量机会[22]。但显然，进一步的前瞻性研究对于验证这一显像剂应用的初步经验是必须的，特别是识别从达雷妥尤单抗治疗获益的MM患者。

　　3.肿瘤个体化治疗研究进展

　　3.1 抗癌小分子靶向药研发新热土PROTACs

　　得益于分子生物学、结构生物学、计算机辅助药物设计等技术的快速发展，小分子靶向抗癌药物在过去数十年里得到迅猛发展。自2001年第一个小分子靶向药物甲磺酸伊马替尼（酪氨酸激酶抑制剂）被批准以来，已有89种小分子靶向药物被批准用于治疗各种肿瘤，另有数千种靶向药物正在进行癌症治疗的临床试验[23]。然而，小分子靶向抗癌药物仍面临许多挑战：（1）无一幸免的耐药性；（2）细胞内很多重要靶蛋白入如转录因子、调控信号通路的支架蛋白等缺少可供小分子抑制剂设计的口袋结构。聚焦上述问题，以PROTACs（Proteolysis-Targeting Chimeras，蛋白降解靶向嵌合体）为代表的新型小分子靶向抑制剂设计技术正逐渐成为药物研发的新热点和利器。PROTACs的概念最早于2001年提出，其原理是利用机体的泛素-蛋白酶体系统对靶蛋白进行选择性降解。所设计的PROTACs通常包含三部分结构：一个E3泛素连接酶配体和一个靶蛋白配体以及将上述两个活性配体链接在一起的柔性化学接头。因此，PROTACs是一种双功能分子，通过降低蛋白水平而非抑制蛋白的功能来发挥治疗疾病的目的。经过将近20年的发展，PROTACs设计已进入第三代可控时代[24]。首批PROTACs药物ARV-110，ARV-470于2019年开始开创性1期临床试验并顺利完成，已分别于2020年和2021年开始二期临床试验研究。ARV-110和ARV-470 1期临床数据的披露，回答了长期对于PROTACs成药特性、安全性、有效性的疑问，也进一步增强了业界对于靶向蛋白降解类药物前景的信心。2021年又有NX-2127、KT-474、FHD-609、AC682、ARV-766、CC-94676、DT2216、KT-413、KT-333、NX-2127、NX5948等15个PROTACs开始了一期临床实验研究[25, 26]。

　　3.2 肿瘤免疫治疗的耐药机制

　　以免疫检查点抑制剂或过继转移性免疫细胞为代表的肿瘤免疫疗法已成为临床肿瘤治疗的新支柱。近年来，靶向免疫检查点CTLA-4、PD-1/PD-L1的抗癌免疫疗法为肿瘤治疗开辟了新路径。免疫疗法虽然通常比化疗、靶向治疗更有效、耐受性更好，但许多患者对免疫治疗会产生先天性或获得性耐药性，成为影响治疗效果的重要障碍[27]。

　　肿瘤微环境中产生的代谢产物乳酸，已被证实是推动肿瘤免疫治疗耐药的重要因素。复旦大学学者发表的最新研究表明：肝癌细胞表面的乳酸转运体MCT4的过表达导致肿瘤细胞的乳酸排出增多和肿瘤微环境的酸化，动物体内实验表明，靶向MCT4的抑制剂提高了抗PD-1免疫疗法对肝癌的治疗效果并延长了小鼠的存活时间。提示负责乳酸转运的MCT4分子在肝癌肿瘤免疫和免疫治疗耐药中的重要意义[28]。另一项研究表明，肿瘤微环境中的巨噬细胞利用乳酸作为能量来源，在乳酸的影响下，巨噬细胞抑制了效应T细胞对肿瘤细胞的杀伤作用，导致肿瘤对免疫治疗产生抗性。这也是临床中只有部分患者对免疫治疗有积极反应的原因之一[29]。因此，抑制肿瘤微环境中的乳酸产生，是提高肿瘤患者免疫治疗效果的重要策略。

　　【主编】

　　陈志南    空军军医大学国家分子医学转化中心

　　李 玲    空军军医大学国家分子医学转化中心

　　【副主编】

　　罗荣城    广州中医药大学金沙洲医院

　　王书奎    南京医科大学附属南京医院

　　蔡 晨    海军军医大学第一附属医院

　　杨鹏远    中国科学院生物物理研究所

　　陈 亮    上海大学医学院

　　胡劲松    西安交通大学医学部

　　黄 婉    空军军医大学基础医学院

　　【编委】（按姓氏拼音排序）

　　董 勤    上海武警总医院

　　高雅楠    中国科学院生物物理研究所

　　李敏玉    海军军医大学第一附属医院

　　李一鸣    空军军医大学基础医学院

　　刘翔翔    南京医科大学附属南京医院

　　梁智欣    广州中医药大学金沙洲医院

　　马庆智    空军军医大学基础医学院

　　汪亚东    广州中医药大学金沙洲医院

　　吴艳峰    海军军医大学免疫研究所

　　参考文献

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