Интегративный мультиомный анализ данных одноклеточной и пространственной транскриптомики выявляет особенности иммунного микроокружения и прогностические сигнатуры при раке шейки матки в зависимости от ВПЧ-статуса

Введение: Рак шейки матки (РШМ) — высокогетерогенная злокачественная опухоль, развитие которой преимущественно обусловлено персистирующей инфекцией ВПЧ высокого онкогенного риска. Несмотря на важное клиническое значение, комплексные исследования гетерогенности иммунного микроокружения, особенно его пространственной неоднородности, при ВПЧ-положительном и ВПЧ-отрицательном РШМ остаются ограниченными.

Методы: В образцах РШМ выполнили одноклеточное секвенирование РНК (scRNA-seq) и пространственное транскриптомное секвенирование (ST). Данные scRNA-seq, ST и секвенирования РНК в образцах ткани целиком объединили для анализа подтипов клеток и характеристики их пространственного распределения. Экспрессию маркеров в зависимости от ВПЧ-статуса дополнительно оценивали методом мультиплексной иммунофлуоресценции. Прогностическую сигнатуру определяли с помощью регрессии Кокса и LASSO-регрессии на данных TCGA.

Результаты: Интегративный анализ показал, что в ВПЧ-положительных образцах была выше доля CD4+ T-клеток и cDC2, тогда как в ВПЧ-отрицательных образцах выявлялась более выраженная инфильтрация CD8+ T-клетками. При ВПЧ-положительном РШМ эпителиальные клетки преимущественно регулировали cDC2 посредством сигнального пути; cDC2, в свою очередь, влияли на CD4+ T-клетки и подтипы CD8+ T-клеток, связанные с интерфероном. При ВПЧ-отрицательном РШМ эпителиальные клетки преимущественно воздействовали на моноциты и макрофаги, которые затем взаимодействовали с CD8+ T-клетками. Взаимодействия ANXA1–FPR1/3 и MDK–LRP1 могут быть ключевым механизмом привлечения иммуносупрессивных клеток в опухоли РШМ и формирования иммуносупрессивного микроокружения. Кроме того, на основе сигнатуры, связанной с эпителиальными клетками (ERS), была построена модель оценки риска, показатели которой значимо ассоциировались с выживаемостью пациентов. Между группами риска наблюдались различия в инфильтрации иммунными клетками и характеристиках иммунного микроокружения.

Выводы: На основе интегративных мультиомных данных описаны пространственные транскриптомные особенности микроокружения опухоли при РШМ с разным ВПЧ-статусом, в том числе различные состояния CD8+ T-клеток и межклеточные взаимодействия. Кроме того, разработана сигнатура ERS, тесно связанная с иммунным микроокружением и прогнозом при РШМ. Полученные результаты расширяют представления о молекулярных механизмах РШМ при разных ВПЧ-статусах и могут помочь в выборе персонализированного лечения.