脑转移(BrMs)仍然是转移性癌症患者的主要临床和治疗挑战。然而，对BrM理解的进展受到了BrM分析研究的样本量和分辨率的限制。

2025年4月10日，北京大学白凡、中山大学张弩、牟永告、美国哥伦比亚大学Benjamin Izar共同通讯在Cancer Cell在线发表题为“Pan-cancer human brain metastases atlas at single-cell resolution”的研究论文，该研究构建了迄今为止最大规模泛癌脑转移高质量单细胞精度图谱——PBM。

该研究对108个BrM样本和111个原发性肿瘤(PTs)样本进行了整合单细胞RNA测序分析，以研究肿瘤谱系和亚群中细胞状态和组成的特征和重塑。恶性细胞的复发和富集特征是染色体不稳定性增加，显著的增殖和血管生成标志，以及采用神经样BrM相关的元程序。免疫抑制的骨髓和基质亚群主导BrM肿瘤微环境，这与预后不良和对免疫疗法的抵抗有关。此外，鉴定了五种不同的BrM生态型，与特定的组织病理学模式和临床特征相关。这项工作定义了跨癌症类型的BrM生物学特征，并表明可能存在共同的依赖性，这可能在临床上得到利用。

脑转移瘤(BrM)长期以来被认为是癌症相关死亡的主要原因，影响了大约30%的晚期实体恶性肿瘤患者，其中黑色素瘤和肺癌、乳腺癌和结肠癌是最常见的原发肿瘤来源。然而，鉴于许多癌症患者的生存期延长和预后改善，BrM的发病率正在上升。尽管采用了手术、放疗、化疗、免疫治疗和靶向治疗的组合治疗，但诊断出患有BrM的患者预示着较差的生存率。各种类型BrM之间显著的和治疗相关的生物异质性导致了较差的存活率和治疗反应。疾病特异性亚型可进一步影响BrM的发展风险和预后。这些突出了对人类BrM进行全面询问的必要性，包括不同的癌症谱系及其各自的亚型。

最近将高维单细胞分析应用于BrM的研究对癌症生物学产生了深远的影响，并越来越多地应用于临床标本。然而，这些研究要么仅关注特定的癌症类型，要么仅关注肿瘤微环境(TME)的特定组成部分，如免疫区室或肿瘤相关的脉管系统。迄今为止，在15个组织标本上进行的BrM的跨谱系单细胞RNA测序(scRNA-seq)研究12加深了我们对不同来源和肿瘤之间细胞多样性的理解。

机理模式图（图源自Cancer Cell）

在这项研究中，研究人员构建了108个泛癌BrM样本的综合单细胞图谱，并研究了不同癌症类型和亚型的TME的变异性。此外，还描述了BrM和111个谱系匹配的原发性肿瘤(PTs)之间细胞生态系统的重塑，确定了一个与BrM相关的共享癌细胞元程序，并阐明了从PTs到BrM的转录标记信号的转变。这些数据将作为一种有价值的资源，促进对BrM总体特征的理解，并为BrM的治疗提供重要的临床意义。

参考信息：

https://www.cell.com/cancer-cell/fulltext/S1535-6108(25)00126-6

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