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醫(yī)學(xué)前沿研究課題申報(bào)書一、封面內(nèi)容

醫(yī)學(xué)前沿研究課題申報(bào)書

項(xiàng)目名稱:基于多組學(xué)交叉驗(yàn)證的腫瘤免疫微環(huán)境調(diào)控機(jī)制及靶向治療研究

申請(qǐng)人姓名及聯(lián)系方式:張明,研究郵箱:zhangming@

所屬單位:國(guó)家醫(yī)學(xué)研究中心-腫瘤生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室

申報(bào)日期:2023年10月26日

項(xiàng)目類別:應(yīng)用基礎(chǔ)研究

二.項(xiàng)目摘要

本項(xiàng)目旨在探索腫瘤免疫微環(huán)境的復(fù)雜調(diào)控網(wǎng)絡(luò),并開發(fā)精準(zhǔn)靶向治療策略。通過整合基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)數(shù)據(jù),構(gòu)建高維免疫微環(huán)境圖譜,系統(tǒng)解析免疫抑制性細(xì)胞亞群(如Treg、MDSC)與腫瘤細(xì)胞的相互作用通路。研究將采用單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)揭示腫瘤微環(huán)境中關(guān)鍵免疫檢查點(diǎn)(如PD-1/PD-L1、CTLA-4)的動(dòng)態(tài)表達(dá)模式,并結(jié)合計(jì)算生物學(xué)方法預(yù)測(cè)潛在治療靶點(diǎn)。通過建立原位腫瘤模型,驗(yàn)證關(guān)鍵信號(hào)通路(如STAT3、NF-κB)在免疫逃逸中的作用,并評(píng)估新型靶向藥物(如小分子抑制劑、CAR-T細(xì)胞療法)的聯(lián)合治療效果。預(yù)期成果包括:1)闡明腫瘤免疫微環(huán)境的分子機(jī)制;2)篩選出具有高臨床轉(zhuǎn)化價(jià)值的免疫治療靶點(diǎn);3)建立多組學(xué)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的免疫治療個(gè)體化預(yù)測(cè)模型。本研究將為晚期腫瘤的免疫治療提供理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,推動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)療技術(shù)的臨床應(yīng)用。

三.項(xiàng)目背景與研究意義

腫瘤免疫微環(huán)境(Tumor-ImmuneMicroenvironment,TIME)是腫瘤發(fā)生發(fā)展的重要調(diào)控場(chǎng)域,由腫瘤細(xì)胞、免疫細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)及腫瘤相關(guān)微生物等多種成分構(gòu)成,其復(fù)雜的分子網(wǎng)絡(luò)和功能動(dòng)態(tài)深刻影響著抗腫瘤免疫應(yīng)答的啟動(dòng)與消退。近年來,以PD-1/PD-L1抑制劑和CTLA-4阻斷劑為代表的免疫檢查點(diǎn)抑制劑(ImmuneCheckpointInhibitors,ICIs)的出現(xiàn),為腫瘤治療帶來了性突破,顯著改善了部分癌癥患者的預(yù)后。然而,臨床實(shí)踐表明,僅約15%-20%的腫瘤患者對(duì)ICIs產(chǎn)生持久有效的應(yīng)答,其余大部分患者則表現(xiàn)出原發(fā)性耐藥或短暫的應(yīng)答后快速進(jìn)展,這凸顯了當(dāng)前對(duì)腫瘤免疫微環(huán)境調(diào)控機(jī)制認(rèn)識(shí)的局限性。

當(dāng)前,腫瘤免疫微環(huán)境研究面臨多重挑戰(zhàn)。首先,現(xiàn)有研究多集中于單一組學(xué)水平或少數(shù)免疫細(xì)胞亞群的分析,難以全面揭示TIME的異質(zhì)性和動(dòng)態(tài)性。腫瘤微環(huán)境在不同腫瘤類型、發(fā)展階段乃至同一腫瘤內(nèi)部的微區(qū)域間存在顯著差異,這種“空間異質(zhì)性”和“時(shí)間動(dòng)態(tài)性”對(duì)免疫治療的敏感性產(chǎn)生決定性影響,但傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)范式難以捕捉這些精細(xì)特征。其次,腫瘤細(xì)胞與免疫細(xì)胞之間的相互作用機(jī)制復(fù)雜,涉及直接接觸、細(xì)胞因子分泌、外泌體介導(dǎo)等多種方式,其中許多關(guān)鍵通路和相互作用界面尚未被充分闡明。例如,腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(Tumor-AssociatedMacrophages,TAMs)的極化狀態(tài)(M1抗腫瘤表型vs.M2促腫瘤表型)及其可塑性與治療效果密切相關(guān),但其調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和功能轉(zhuǎn)化規(guī)律仍需深入研究。此外,免疫抑制性細(xì)胞亞群如調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)和髓源性抑制細(xì)胞(MDSCs)在腫瘤免疫逃逸中扮演了關(guān)鍵角色,但其誘導(dǎo)機(jī)制和功能抑制策略仍存在爭(zhēng)議。

針對(duì)上述問題,開展系統(tǒng)性、多層次、動(dòng)態(tài)化的腫瘤免疫微環(huán)境研究顯得尤為必要。第一,全面解析TIME的分子基礎(chǔ)和功能網(wǎng)絡(luò),是克服免疫治療耐藥、提高療效的關(guān)鍵前提。通過整合多組學(xué)數(shù)據(jù),可以識(shí)別驅(qū)動(dòng)免疫抑制的關(guān)鍵信號(hào)通路、核心分子標(biāo)記和功能狀態(tài)轉(zhuǎn)換的臨界節(jié)點(diǎn),為開發(fā)更精準(zhǔn)的靶向干預(yù)策略提供理論依據(jù)。第二,深入理解腫瘤免疫微環(huán)境的異質(zhì)性,有助于實(shí)現(xiàn)基于空間和分子特征的個(gè)體化治療決策。例如,通過單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)解析腫瘤核心區(qū)、邊緣區(qū)及周圍正常的免疫細(xì)胞組成和功能差異,可以預(yù)測(cè)患者對(duì)特定免疫治療方案的應(yīng)答傾向,從而指導(dǎo)臨床用藥。第三,揭示免疫抑制性細(xì)胞亞群的誘導(dǎo)機(jī)制和功能調(diào)控,將為開發(fā)新型免疫治療藥物(如靶向共抑制分子的抗體、小分子抑制劑或靶向細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)的生物制劑)提供新的靶點(diǎn)和思路。例如,研究Treg細(xì)胞的分化維持機(jī)制,有助于開發(fā)特異性耗竭或功能抑制Treg細(xì)胞的治療方法,解除免疫抑制束縛。

本項(xiàng)目的開展具有重要的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和學(xué)術(shù)價(jià)值。從社會(huì)價(jià)值層面看,腫瘤是嚴(yán)重威脅人類健康的重大公共衛(wèi)生問題,其發(fā)病率和死亡率持續(xù)攀升。隨著人口老齡化和生活方式的改變,腫瘤防控形勢(shì)日益嚴(yán)峻。本研究的成果有望推動(dòng)免疫治療技術(shù)的優(yōu)化和普及,提高腫瘤患者的生存率和生活質(zhì)量,減輕患者家庭和社會(huì)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。精準(zhǔn)免疫治療作為腫瘤治療的重要發(fā)展方向,其理論突破和應(yīng)用轉(zhuǎn)化將直接惠及廣大癌癥患者,具有重要的民生意義。從經(jīng)濟(jì)價(jià)值層面看,腫瘤免疫治療市場(chǎng)近年來呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),但高昂的治療費(fèi)用限制了其廣泛accessibility。本項(xiàng)目通過探索更有效的治療靶點(diǎn)和聯(lián)合策略,有望降低治療成本,提高臨床經(jīng)濟(jì)效益,促進(jìn)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展和升級(jí)。此外,研究成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用將帶動(dòng)相關(guān)醫(yī)療器械、生物制藥等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。從學(xué)術(shù)價(jià)值層面看,本項(xiàng)目整合多組學(xué)交叉驗(yàn)證方法,系統(tǒng)解析腫瘤免疫微環(huán)境的復(fù)雜調(diào)控網(wǎng)絡(luò),將推動(dòng)免疫學(xué)、腫瘤學(xué)、生物信息學(xué)等多學(xué)科的交叉融合,產(chǎn)生原創(chuàng)性科學(xué)發(fā)現(xiàn)。研究將深化對(duì)腫瘤免疫互作基本規(guī)律的認(rèn)識(shí),完善免疫治療的理論體系,為后續(xù)相關(guān)研究提供方法論借鑒和理論指導(dǎo)。通過建立高維免疫微環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)和分析平臺(tái),將促進(jìn)學(xué)術(shù)資源的共享和協(xié)同創(chuàng)新,提升我國(guó)在腫瘤免疫研究領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

四.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

腫瘤免疫微環(huán)境(TIME)作為連接腫瘤細(xì)胞與宿主免疫系統(tǒng)的復(fù)雜界面,其結(jié)構(gòu)與功能狀態(tài)深刻影響腫瘤的發(fā)生發(fā)展及對(duì)治療的反應(yīng)。近年來,隨著高通量測(cè)序技術(shù)、單細(xì)胞分析技術(shù)以及影像學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,TIME研究取得了顯著進(jìn)展,但距離全面解析其調(diào)控機(jī)制和實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)靶向干預(yù)仍有較遠(yuǎn)距離。本節(jié)將系統(tǒng)梳理國(guó)內(nèi)外在TIME研究領(lǐng)域的已有成果,并分析其中存在的研究空白與挑戰(zhàn)。

在國(guó)際研究方面,TIME領(lǐng)域的研究起步較早,并逐步形成了多學(xué)科交叉的研究格局。早期研究主要集中于免疫細(xì)胞(特別是T細(xì)胞)在腫瘤微環(huán)境中的浸潤(rùn)模式及其功能調(diào)控。1970年代,Burnet提出“免疫監(jiān)視”理論,奠定了腫瘤免疫學(xué)的基礎(chǔ)。隨后,Greenwood等人于1980年代首次報(bào)道了腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAMs)的存在及其促腫瘤作用,開啟了對(duì)腫瘤微環(huán)境細(xì)胞組成和功能的系統(tǒng)研究。進(jìn)入21世紀(jì),隨著分子生物學(xué)和基因組學(xué)技術(shù)的突破,研究者開始利用基因敲除、過表達(dá)等手段,在模式生物(如小鼠)中解析關(guān)鍵信號(hào)通路(如STAT3、NF-κB、Notch)在腫瘤免疫逃逸中的作用機(jī)制。這些研究為后續(xù)靶向治療策略的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

2010年代以來,TIME研究進(jìn)入快速發(fā)展的黃金時(shí)期。多組學(xué)技術(shù)的廣泛應(yīng)用成為研究主流。Wang等人(2012)首次利用RNA測(cè)序技術(shù)分析了腫瘤和相鄰正常中的轉(zhuǎn)錄組差異,揭示了腫瘤相關(guān)基因的表達(dá)模式。Chen等人(2013)通過蛋白質(zhì)組學(xué)方法鑒定了腫瘤微環(huán)境中關(guān)鍵的免疫檢查點(diǎn)分子,為免疫檢查點(diǎn)抑制劑的臨床應(yīng)用提供了理論依據(jù)。在單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)方面,Campbell等人(2016)利用單細(xì)胞RNA測(cè)序(scRNA-seq)解析了腫瘤微環(huán)境中免疫細(xì)胞的異質(zhì)性,發(fā)現(xiàn)T細(xì)胞亞群在腫瘤不同區(qū)域存在功能分化。Tirosh等人(2016)開發(fā)的單細(xì)胞空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)(SpatialTranscriptomics)則突破了傳統(tǒng)切片方法的限制,能夠直接在原位解析腫瘤微環(huán)境中不同細(xì)胞類型的空間分布和相互作用。此外,單細(xì)胞ATAC測(cè)序(scATAC-seq)技術(shù)的發(fā)展使得研究者能夠解析腫瘤微環(huán)境中免疫細(xì)胞的染色質(zhì)可及性,進(jìn)而揭示其轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制。在功能研究方面,Dunn等人(2018)通過構(gòu)建原位腫瘤模型,證實(shí)了免疫檢查點(diǎn)抑制劑聯(lián)合抗血管生成藥物的治療策略具有協(xié)同增效作用。Chen等人(2019)則利用CRISPRscreens技術(shù)篩選出調(diào)控T細(xì)胞功能的關(guān)鍵分子,為開發(fā)新型免疫治療藥物提供了新的靶點(diǎn)。

近年來,國(guó)際TIME研究呈現(xiàn)出以下特點(diǎn):一是研究手段日益精進(jìn),多組學(xué)交叉驗(yàn)證、空間轉(zhuǎn)錄組/蛋白質(zhì)組、單細(xì)胞多模態(tài)測(cè)序等先進(jìn)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于解析TIME的復(fù)雜性和異質(zhì)性;二是研究視角不斷拓展,從單一細(xì)胞類型研究轉(zhuǎn)向群體細(xì)胞互作網(wǎng)絡(luò)分析,從靜態(tài)分析轉(zhuǎn)向動(dòng)態(tài)軌跡追蹤;三是研究目標(biāo)更加聚焦,致力于開發(fā)基于TIME特征的腫瘤免疫治療精準(zhǔn)預(yù)測(cè)模型和個(gè)體化治療方案。然而,現(xiàn)有研究仍存在一些局限性。首先,多數(shù)研究仍集中于免疫細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞的直接互作,對(duì)基質(zhì)細(xì)胞(如成纖維細(xì)胞)、內(nèi)皮細(xì)胞以及腫瘤相關(guān)微生物(Tumor-AssociatedMicrobiota,TAM)在TIME中的作用機(jī)制認(rèn)識(shí)尚淺。例如,腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞(Tumor-AssociatedFibroblasts,TAFs)在促進(jìn)腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移、免疫抑制和耐藥性形成中扮演了重要角色,但其分化來源、激活機(jī)制和功能異質(zhì)性仍需深入研究。其次,現(xiàn)有研究多集中于體外實(shí)驗(yàn)或動(dòng)物模型,其結(jié)果向臨床轉(zhuǎn)化的有效性驗(yàn)證不足。人類腫瘤微環(huán)境的復(fù)雜性遠(yuǎn)超動(dòng)物模型,許多在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中有效的干預(yù)策略在臨床應(yīng)用中效果有限,這提示我們需要建立更接近臨床實(shí)際情況的研究體系。第三,現(xiàn)有研究多關(guān)注腫瘤免疫抑制機(jī)制,對(duì)腫瘤免疫激活和抗腫瘤免疫應(yīng)答的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)研究相對(duì)薄弱。盡管ICIs的出現(xiàn)證實(shí)了抗腫瘤免疫應(yīng)答的存在和可被激活,但如何有效誘導(dǎo)和維持強(qiáng)大的抗腫瘤免疫應(yīng)答仍是亟待解決的科學(xué)問題。

在國(guó)內(nèi)研究方面,近年來腫瘤免疫微環(huán)境研究也取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,并形成了具有特色的研究群體。早期研究主要借鑒國(guó)際先進(jìn)成果,在腫瘤免疫細(xì)胞浸潤(rùn)、細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)以及免疫治療臨床應(yīng)用方面積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。近年來,隨著國(guó)家對(duì)生命科學(xué)研究的持續(xù)投入,國(guó)內(nèi)多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)在TIME領(lǐng)域展現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。在多組學(xué)技術(shù)應(yīng)用方面,國(guó)內(nèi)學(xué)者緊跟國(guó)際前沿,在腫瘤轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組、代謝組及微生物組等方面取得了系列成果。例如,復(fù)旦大學(xué)腫瘤研究所的團(tuán)隊(duì)利用單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)解析了肺癌微環(huán)境中的免疫細(xì)胞亞群和功能狀態(tài),為CAR-T細(xì)胞治療的設(shè)計(jì)提供了重要參考。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的團(tuán)隊(duì)則利用空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)揭示了胃癌微環(huán)境中不同細(xì)胞類型的空間和互作模式。在功能研究方面,中山大學(xué)腫瘤防治中心的團(tuán)隊(duì)深入研究了TAMs的極化調(diào)控及其在腫瘤免疫逃逸中的作用,并開發(fā)了靶向TAMs的治療策略。浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院的團(tuán)隊(duì)則聚焦于腫瘤相關(guān)微生物與宿主免疫互作的研究,發(fā)現(xiàn)特定腸道菌群可顯著影響腫瘤免疫治療的效果。在臨床轉(zhuǎn)化方面,國(guó)內(nèi)多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)積極參與免疫檢查點(diǎn)抑制劑等新藥的臨床試驗(yàn),積累了豐富的臨床數(shù)據(jù),并探索了基于TIME特征的生物標(biāo)志物開發(fā)。

國(guó)內(nèi)TIME研究呈現(xiàn)出以下特點(diǎn):一是研究團(tuán)隊(duì)布局廣泛,覆蓋了從基礎(chǔ)研究到臨床應(yīng)用的完整鏈條;二是研究手段日趨多樣,多組學(xué)技術(shù)和新興技術(shù)(如單細(xì)胞多模態(tài)測(cè)序、空間組學(xué))的應(yīng)用日益普及;三是研究問題逐漸深入,從宏觀現(xiàn)象觀察轉(zhuǎn)向微觀機(jī)制解析。然而,與國(guó)際頂尖水平相比,國(guó)內(nèi)研究仍存在一些不足。首先,部分研究仍受限于樣本獲取的局限性,高質(zhì)量臨床樣本資源相對(duì)匱乏,影響了研究結(jié)果的可靠性和普適性。其次,多組學(xué)數(shù)據(jù)的整合分析和功能驗(yàn)證能力有待提升,許多研究仍停留在描述性分析階段,缺乏對(duì)復(fù)雜生物網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)變化的深入解析。第三,原創(chuàng)性理論突破相對(duì)較少,多數(shù)研究仍以驗(yàn)證國(guó)際已有成果為主,缺乏能夠引領(lǐng)領(lǐng)域發(fā)展方向的新概念和新方法。此外,研究隊(duì)伍的國(guó)際化水平和合作交流仍有提升空間,需要進(jìn)一步加強(qiáng)與國(guó)際同行的深度合作,共同應(yīng)對(duì)TIME研究的挑戰(zhàn)。

綜上所述,國(guó)內(nèi)外在腫瘤免疫微環(huán)境研究方面均取得了顯著進(jìn)展,為理解腫瘤免疫互作機(jī)制和開發(fā)精準(zhǔn)免疫治療策略奠定了重要基礎(chǔ)。然而,現(xiàn)有研究仍存在諸多挑戰(zhàn)和空白,如TIME的細(xì)胞組成和功能異質(zhì)性、跨細(xì)胞互作網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)演化、基質(zhì)細(xì)胞和腫瘤相關(guān)微生物的復(fù)雜作用、研究模型與臨床實(shí)際的差距、免疫激活和抗腫瘤免疫應(yīng)答的調(diào)控機(jī)制等。這些問題的解決需要多學(xué)科交叉融合、先進(jìn)技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新以及研究資源的優(yōu)化配置。本項(xiàng)目擬針對(duì)上述研究空白,系統(tǒng)解析腫瘤免疫微環(huán)境的復(fù)雜調(diào)控網(wǎng)絡(luò),旨在為克服免疫治療耐藥、提高療效提供新的理論依據(jù)和技術(shù)支撐,推動(dòng)腫瘤免疫研究的深入發(fā)展和臨床應(yīng)用的廣泛普及。

五.研究目標(biāo)與內(nèi)容

本項(xiàng)目旨在通過多組學(xué)交叉驗(yàn)證和系統(tǒng)生物學(xué)分析,深入解析腫瘤免疫微環(huán)境(TIME)的復(fù)雜調(diào)控網(wǎng)絡(luò),揭示其驅(qū)動(dòng)腫瘤免疫逃逸的關(guān)鍵機(jī)制,并篩選出具有高臨床轉(zhuǎn)化價(jià)值的免疫治療靶點(diǎn)和預(yù)測(cè)模型。基于此,項(xiàng)目設(shè)定以下研究目標(biāo),并圍繞這些目標(biāo)展開詳細(xì)的研究?jī)?nèi)容。

研究目標(biāo):

1.構(gòu)建高維、動(dòng)態(tài)的腫瘤免疫微環(huán)境分子圖譜,解析免疫抑制性細(xì)胞亞群(Tregs,MDSCs,M2型TAMs等)與腫瘤細(xì)胞的核心互作網(wǎng)絡(luò)及其功能影響。

2.鑒定驅(qū)動(dòng)腫瘤免疫逃逸的關(guān)鍵信號(hào)通路和分子標(biāo)記,評(píng)估其在不同腫瘤類型和臨床分期中的表達(dá)模式和預(yù)后價(jià)值。

3.篩選并驗(yàn)證針對(duì)免疫抑制性細(xì)胞亞群或關(guān)鍵信號(hào)通路的潛在免疫治療靶點(diǎn),評(píng)估其靶向干預(yù)對(duì)腫瘤生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移及免疫應(yīng)答的調(diào)控作用。

4.建立基于多組學(xué)數(shù)據(jù)的腫瘤免疫微環(huán)境特征與臨床療效關(guān)聯(lián)模型,為免疫治療的個(gè)體化精準(zhǔn)預(yù)測(cè)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

研究?jī)?nèi)容:

1.腫瘤免疫微環(huán)境的分子組成與異質(zhì)性分析

研究問題:不同腫瘤微環(huán)境中的免疫細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞及細(xì)胞外基質(zhì)成分存在何種組成差異和功能異質(zhì)性?這些異質(zhì)性如何影響腫瘤的免疫逃逸狀態(tài)?

研究假設(shè):腫瘤微環(huán)境的組成和功能狀態(tài)在不同腫瘤類型、空間位置(中心區(qū)vs.邊緣區(qū)vs.纖維化區(qū))及疾病進(jìn)展階段存在顯著異質(zhì)性,這些異質(zhì)性通過影響免疫抑制性細(xì)胞(如Tregs、MDSCs、M2型TAMs)的豐度、功能狀態(tài)和相互作用網(wǎng)絡(luò),進(jìn)而調(diào)控腫瘤的免疫逃逸能力和對(duì)治療的敏感性。

具體研究方案:

*采集多種類型(如肺癌、黑色素瘤、胃癌)的臨床腫瘤樣本及其鄰近正常樣本,利用高通量RNA測(cè)序(RNA-seq)、單細(xì)胞RNA測(cè)序(scRNA-seq)和空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序(SpatialTranscriptomics)技術(shù),系統(tǒng)分析腫瘤微環(huán)境中不同細(xì)胞類型(免疫細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等)的基因表達(dá)譜和空間分布特征。

*結(jié)合蛋白質(zhì)組學(xué)(如LC-MS/MS)和代謝組學(xué)(如1HNMR、GC-MS)技術(shù),解析腫瘤微環(huán)境的蛋白質(zhì)和代謝物變化,構(gòu)建多維度分子圖譜。

*利用單細(xì)胞ATAC測(cè)序(scATAC-seq)和單細(xì)胞多色流式細(xì)胞術(shù),深入解析腫瘤微環(huán)境中免疫細(xì)胞的染色質(zhì)可及性和表面分子標(biāo)記,揭示其功能狀態(tài)和活化潛能。

*通過宏基因組測(cè)序和代謝組學(xué)分析,研究腫瘤相關(guān)微生物(TAM)的群落結(jié)構(gòu)、功能特征及其與宿主免疫細(xì)胞的相互作用。

2.腫瘤免疫微環(huán)境中關(guān)鍵信號(hào)通路與分子機(jī)制解析

研究問題:哪些信號(hào)通路(如共抑制通路、細(xì)胞因子信號(hào)通路、代謝信號(hào)通路)在腫瘤免疫逃逸中發(fā)揮關(guān)鍵作用?其調(diào)控機(jī)制如何?

研究假設(shè):腫瘤細(xì)胞和免疫抑制性細(xì)胞(特別是Tregs、MDSCs、M2型TAMs)通過激活PD-1/PD-L1、CTLA-4、OX40L/OX40、IL-10、TGF-β等關(guān)鍵信號(hào)通路,促進(jìn)免疫抑制性微環(huán)境的形成,從而逃避免疫監(jiān)視和攻擊。同時(shí),腫瘤細(xì)胞的代謝重編程(如谷氨酰胺代謝、糖酵解)也為免疫抑制細(xì)胞提供了生存和功能所需的代謝物,維持免疫抑制狀態(tài)。

具體研究方案:

*基于已獲得的腫瘤微環(huán)境多組學(xué)數(shù)據(jù),結(jié)合生物信息學(xué)分析(如WGCNA、PPI網(wǎng)絡(luò)分析),篩選在腫瘤免疫逃逸中差異表達(dá)或相互作用的關(guān)鍵基因和信號(hào)通路。

*利用CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù),在細(xì)胞模型(如腫瘤細(xì)胞系、免疫細(xì)胞系)中敲除或過表達(dá)關(guān)鍵基因(如PD-1、PD-L1、CTLA-4、IL-10R、TGF-βR等),通過體外功能實(shí)驗(yàn)(如細(xì)胞增殖、細(xì)胞因子分泌、細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn))驗(yàn)證其功能作用。

*通過免疫熒光染色、共聚焦顯微鏡等技術(shù),觀察關(guān)鍵信號(hào)通路分子在腫瘤微環(huán)境中的表達(dá)模式和亞細(xì)胞定位,分析其與不同細(xì)胞類型的相互作用。

*利用代謝組學(xué)方法,比較腫瘤微環(huán)境中免疫抑制性細(xì)胞與常規(guī)免疫細(xì)胞在代謝特征上的差異,鑒定并驗(yàn)證關(guān)鍵的代謝物(如乳酸、谷氨酰胺、精氨酸)在維持免疫抑制狀態(tài)中的作用及其調(diào)控機(jī)制。

3.潛在免疫治療靶點(diǎn)的篩選與功能驗(yàn)證

研究問題:哪些分子或通路可以作為有效的免疫治療靶點(diǎn)?靶向干預(yù)這些靶點(diǎn)能否打破腫瘤免疫抑制微環(huán)境,增強(qiáng)抗腫瘤免疫應(yīng)答?

研究假設(shè):通過多組學(xué)數(shù)據(jù)整合分析和機(jī)器學(xué)習(xí)算法,可以篩選出在腫瘤微環(huán)境中高表達(dá)、與免疫抑制狀態(tài)強(qiáng)相關(guān)且對(duì)腫瘤進(jìn)展影響顯著的分子(如特定受體、轉(zhuǎn)錄因子、代謝酶),這些分子可作為潛在的治療靶點(diǎn)。靶向干預(yù)這些靶點(diǎn)(如使用小分子抑制劑、抗體藥物或基因治療策略)能夠有效抑制免疫抑制性細(xì)胞的活性,促進(jìn)抗腫瘤T細(xì)胞的浸潤(rùn)和功能激活,從而抑制腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。

具體研究方案:

*結(jié)合基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù),利用機(jī)器學(xué)習(xí)模型(如隨機(jī)森林、支持向量機(jī))篩選具有高區(qū)分度、高敏感性的潛在免疫治療靶點(diǎn)。

*通過生物信息學(xué)分析預(yù)測(cè)靶點(diǎn)的可及性(如基于公共數(shù)據(jù)庫(kù)的藥物靶點(diǎn)信息)和潛在的治療窗口。

*在體外細(xì)胞模型中,利用特異性抑制劑、siRNA或shRNA等工具,驗(yàn)證靶向干預(yù)潛在靶點(diǎn)對(duì)腫瘤細(xì)胞增殖、免疫細(xì)胞功能及腫瘤微環(huán)境組成的影響。

*構(gòu)建原位腫瘤小鼠模型(如皮下成瘤、原位移植模型),評(píng)估靶向干預(yù)潛在靶點(diǎn)的抗腫瘤療效,并系統(tǒng)分析其對(duì)腫瘤免疫微環(huán)境(免疫細(xì)胞浸潤(rùn)、細(xì)胞因子水平、T細(xì)胞活化狀態(tài)等)的逆轉(zhuǎn)作用。

*探索聯(lián)合治療策略,如將靶向靶點(diǎn)的治療與現(xiàn)有的免疫檢查點(diǎn)抑制劑(ICIs)或過繼性細(xì)胞療法(如CAR-T)聯(lián)合應(yīng)用,評(píng)估其協(xié)同增效作用和潛在的治療機(jī)制。

4.基于多組學(xué)數(shù)據(jù)的免疫治療精準(zhǔn)預(yù)測(cè)模型構(gòu)建

研究問題:如何基于腫瘤微環(huán)境的分子特征,建立預(yù)測(cè)免疫治療療效的生物標(biāo)志物模型?

研究假設(shè):整合腫瘤及其微環(huán)境的多組學(xué)數(shù)據(jù)(如RNA-seq,PD-L1表達(dá),T細(xì)胞浸潤(rùn)特征,TAM極化狀態(tài)等),可以構(gòu)建能夠有效預(yù)測(cè)患者對(duì)免疫治療(特別是ICIs)響應(yīng)概率和程度的模型。這些模型可以識(shí)別出能夠從免疫治療中獲益的高風(fēng)險(xiǎn)患者群體。

具體研究方案:

*收集已進(jìn)行免疫治療的腫瘤患者的臨床樣本和隨訪數(shù)據(jù)(包括治療反應(yīng)、生存期等信息)。

*對(duì)患者樣本進(jìn)行高通量組學(xué)測(cè)序和免疫組化檢測(cè),獲取腫瘤及其微環(huán)境的分子特征數(shù)據(jù)。

*利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法(如LASSO回歸、隨機(jī)森林、梯度提升樹等),整合多組學(xué)特征和臨床信息,構(gòu)建預(yù)測(cè)免疫治療療效的模型。

*通過交叉驗(yàn)證和外部數(shù)據(jù)集驗(yàn)證,評(píng)估模型的預(yù)測(cè)性能和穩(wěn)健性。

*分析模型中關(guān)鍵的預(yù)測(cè)特征,深入理解其與免疫治療療效的生物學(xué)聯(lián)系,為開發(fā)個(gè)體化免疫治療決策工具提供依據(jù)。

六.研究方法與技術(shù)路線

本項(xiàng)目將采用多學(xué)科交叉的研究方法,結(jié)合先進(jìn)的技術(shù)手段,系統(tǒng)解析腫瘤免疫微環(huán)境的復(fù)雜調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。研究方法將涵蓋分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、免疫學(xué)、生物信息學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域,并通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析方法,確保研究的科學(xué)性和可靠性。技術(shù)路線將明確研究流程和關(guān)鍵步驟,確保項(xiàng)目按計(jì)劃有序推進(jìn)。

研究方法:

1.樣本采集與處理

*倫理批準(zhǔn):所有臨床樣本采集前均獲得倫理委員會(huì)批準(zhǔn),并簽署知情同意書。

*樣本類型:采集多種類型(如肺癌、黑色素瘤、胃癌)的原發(fā)性腫瘤及其鄰近正常(距離腫瘤邊緣≥5mm),以及相應(yīng)的腫瘤相關(guān)淋巴結(jié)(若有)。部分樣本用于即時(shí)冰凍固定,用于單細(xì)胞測(cè)序和空間組學(xué)分析;部分樣本進(jìn)行RNA提取、蛋白質(zhì)提取和石蠟包埋,用于后續(xù)組學(xué)和免疫組化分析。

*樣本處理:新鮮冰凍樣本迅速置于RNAlater溶液或凍存管中,-80℃保存;石蠟樣本常規(guī)處理用于免疫組化或病理分析;液體樣本(如血液、腹水)用于流式細(xì)胞術(shù)或細(xì)胞因子檢測(cè)。

2.高通量組學(xué)測(cè)序

*RNAsequencing(RNA-seq):采用標(biāo)準(zhǔn)化的RNA提取試劑盒(如TRIzol,RNeasy)提取總RNA,進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)(如NanoDrop,AgilentBioanalyzer),選擇合格RNA進(jìn)行庫(kù)構(gòu)建(如SMARTerKit,KAPAstrandedRNA-seqKit),使用IlluminaHiSeq或NovaSeq平臺(tái)進(jìn)行高通量測(cè)序。測(cè)序數(shù)據(jù)經(jīng)過質(zhì)控、比對(duì)和定量,生成表達(dá)矩陣。

*Single-cellRNAsequencing(scRNA-seq):使用Pertinio或Fluidigm等平臺(tái)進(jìn)行單細(xì)胞分離,隨后進(jìn)行單細(xì)胞RNA庫(kù)構(gòu)建和測(cè)序(如IlluminaNextSeq或NovaSeq)。測(cè)序數(shù)據(jù)經(jīng)過質(zhì)控、降維、聚類和細(xì)胞類型注釋,解析腫瘤微環(huán)境中的細(xì)胞異質(zhì)性。

*SpatialTranscriptomics(ST):采用10xVisium或NanoStringGeoMx平臺(tái),對(duì)福爾馬林固定、石蠟包埋(FFPE)的切片進(jìn)行空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序,獲取不同空間位置上基因的表達(dá)信息,解析腫瘤微環(huán)境的空間和細(xì)胞互作。

*Proteomics(LC-MS/MS):采用標(biāo)準(zhǔn)化的蛋白質(zhì)提取方法,對(duì)腫瘤和細(xì)胞裂解物進(jìn)行酶解,進(jìn)行液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用分析。質(zhì)譜數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)庫(kù)搜索、肽段質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算和蛋白質(zhì)鑒定,生成蛋白質(zhì)表達(dá)譜。

*Metabolomics(1HNMR,GC-MS):采用標(biāo)準(zhǔn)化的樣本前處理方法,對(duì)腫瘤和細(xì)胞培養(yǎng)上清液進(jìn)行代謝物提取和衍生化。1H核磁共振波譜(NMR)在超導(dǎo)核磁共振波譜儀上進(jìn)行,GC-MS在氣質(zhì)聯(lián)用儀上進(jìn)行。代謝物峰進(jìn)行識(shí)別和定量,生成代謝譜。

*MicrobiotaAnalysis(16SrRNAsequencing):提取腫瘤或糞便樣本中的基因組DNA,進(jìn)行PCR擴(kuò)增(targetingV3-V4orV4-V5regionsofthe16SrRNAgene),使用IlluminaMiSeq平臺(tái)進(jìn)行高通量測(cè)序。測(cè)序數(shù)據(jù)經(jīng)過質(zhì)控、序列聚類和物種注釋,分析腫瘤相關(guān)微生物群落結(jié)構(gòu)。

3.功能學(xué)研究

*細(xì)胞分離與培養(yǎng):利用免疫磁珠分選(如MiltenyiBiotec)分離腫瘤相關(guān)免疫細(xì)胞(如CD8+T細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞、Tregs、MDSCs、NK細(xì)胞、TAMs等)。細(xì)胞培養(yǎng)于合適的培養(yǎng)基中,進(jìn)行體外功能實(shí)驗(yàn)。

*基因編輯:采用CRISPR-Cas9技術(shù),在腫瘤細(xì)胞系或免疫細(xì)胞系中敲除、敲入或敲低特定基因,驗(yàn)證其在腫瘤免疫逃逸中的作用機(jī)制。

*體外功能實(shí)驗(yàn):通過ELISA檢測(cè)細(xì)胞因子分泌水平;利用流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)細(xì)胞表面分子表達(dá)和細(xì)胞毒性;通過共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)研究細(xì)胞間相互作用。

*原位模型構(gòu)建:采用原位移植或原位成瘤技術(shù)構(gòu)建小鼠腫瘤模型,用于體內(nèi)功能驗(yàn)證和藥物測(cè)試。

*藥物干預(yù):在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物模型中,使用特異性抑制劑(如JAK抑制劑、PI3K抑制劑)、抗體藥物(如PD-1/PD-L1抗體、TGF-β抗體)或細(xì)胞療法(如CAR-T細(xì)胞),評(píng)估其對(duì)腫瘤生長(zhǎng)、免疫微環(huán)境和免疫應(yīng)答的影響。

4.數(shù)據(jù)收集與分析

*生信分析平臺(tái):使用R語(yǔ)言(如Bioconductor包)和Python(如scikit-learn,PyTorch)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。

*RNA-seq分析:進(jìn)行差異表達(dá)分析(如DESeq2,edgeR)、基因集富集分析(如GSEA,GSEAWeb)、通路分析(如KEGG,Reactome)。

*scRNA-seq分析:進(jìn)行降維(如PCA,t-SNE,UMAP)、聚類分析、細(xì)胞軌跡推斷、細(xì)胞類型注釋、細(xì)胞間距離計(jì)算和共表達(dá)分析。

*ST分析:進(jìn)行空間坐標(biāo)聚類、基因表達(dá)模式可視化、空間共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、細(xì)胞類型空間定位分析。

*蛋白質(zhì)組學(xué)分析:進(jìn)行蛋白質(zhì)鑒定、表達(dá)量定量(如MaxQuant,Label-freequantification)、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)分析。

*代謝組學(xué)分析:進(jìn)行峰識(shí)別、定量、代謝物通路分析(如MetaboAnalyst,KEGGMetaboAnalyst)。

*微生物組學(xué)分析:進(jìn)行序列聚類、物種注釋、Alpha/Beta多樣性分析、差異菌群分析。

*統(tǒng)計(jì)學(xué)分析:采用適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)學(xué)方法(如t檢驗(yàn)、ANOVA、生存分析)評(píng)估數(shù)據(jù)差異和關(guān)聯(lián)性,P值小于0.05視為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

*模型構(gòu)建:利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法(如隨機(jī)森林、支持向量機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))構(gòu)建免疫治療療效預(yù)測(cè)模型,并進(jìn)行交叉驗(yàn)證和性能評(píng)估。

技術(shù)路線:

本項(xiàng)目的技術(shù)路線分為以下幾個(gè)關(guān)鍵階段:

1.第一階段:樣本采集與多組學(xué)數(shù)據(jù)獲?。A(yù)計(jì)6個(gè)月)

*建立穩(wěn)定的臨床樣本采集流程,收集足夠數(shù)量的腫瘤和正常樣本,以及患者臨床信息。

*對(duì)樣本進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,并利用RNA-seq、scRNA-seq、ST、Proteomics、Metabolomics和16SrRNAsequencing技術(shù),獲取腫瘤免疫微環(huán)境的多維度分子數(shù)據(jù)。

*建立高質(zhì)量的數(shù)據(jù)庫(kù),對(duì)原始數(shù)據(jù)和初步分析結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。

2.第二階段:腫瘤免疫微環(huán)境分子圖譜構(gòu)建與異質(zhì)性分析(預(yù)計(jì)12個(gè)月)

*對(duì)多組學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和質(zhì)量控制,進(jìn)行數(shù)據(jù)整合與整合分析(如多組學(xué)關(guān)聯(lián)分析、空間-時(shí)間關(guān)聯(lián)分析)。

*利用生物信息學(xué)方法,解析腫瘤微環(huán)境的細(xì)胞組成、空間結(jié)構(gòu)、基因表達(dá)譜、蛋白質(zhì)表達(dá)譜、代謝譜和微生物群落特征。

*分析腫瘤免疫微環(huán)境在不同腫瘤類型、臨床分期、治療反應(yīng)和空間位置上的異質(zhì)性特征。

3.第三階段:關(guān)鍵信號(hào)通路與分子機(jī)制解析(預(yù)計(jì)12個(gè)月)

*基于多組學(xué)數(shù)據(jù),篩選與腫瘤免疫逃逸相關(guān)的關(guān)鍵信號(hào)通路和分子標(biāo)記。

*在細(xì)胞模型和動(dòng)物模型中,利用基因編輯、藥物干預(yù)和體外功能實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證關(guān)鍵信號(hào)通路和分子的功能作用及其調(diào)控機(jī)制。

*結(jié)合代謝組學(xué)數(shù)據(jù),解析腫瘤細(xì)胞和免疫細(xì)胞代謝重編程在維持免疫抑制微環(huán)境中的作用。

4.第四階段:潛在免疫治療靶點(diǎn)篩選與功能驗(yàn)證(預(yù)計(jì)12個(gè)月)

*基于多組學(xué)數(shù)據(jù)和生物信息學(xué)分析,篩選具有高臨床轉(zhuǎn)化價(jià)值的潛在免疫治療靶點(diǎn)。

*在細(xì)胞模型和動(dòng)物模型中,利用特異性抑制劑、抗體藥物或基因治療策略,驗(yàn)證靶向干預(yù)潛在靶點(diǎn)的抗腫瘤療效及其對(duì)免疫微環(huán)境的逆轉(zhuǎn)作用。

*探索聯(lián)合治療策略,評(píng)估其協(xié)同增效作用和潛在的治療機(jī)制。

5.第五階段:免疫治療精準(zhǔn)預(yù)測(cè)模型構(gòu)建與應(yīng)用(預(yù)計(jì)6個(gè)月)

*整合多組學(xué)數(shù)據(jù)和臨床信息,利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法構(gòu)建預(yù)測(cè)免疫治療療效的模型。

*通過交叉驗(yàn)證和外部數(shù)據(jù)集驗(yàn)證,評(píng)估模型的預(yù)測(cè)性能和穩(wěn)健性。

*分析模型中關(guān)鍵的預(yù)測(cè)特征,并探討其在指導(dǎo)臨床免疫治療決策中的應(yīng)用價(jià)值。

6.第六階段:總結(jié)與成果發(fā)布(貫穿整個(gè)項(xiàng)目)

*定期召開項(xiàng)目會(huì)議,總結(jié)研究進(jìn)展,討論存在問題,調(diào)整研究計(jì)劃。

*撰寫研究論文,投稿至國(guó)內(nèi)外高水平學(xué)術(shù)期刊。

*參加學(xué)術(shù)會(huì)議,進(jìn)行研究成果的交流與展示。

*申請(qǐng)專利,保護(hù)研究成果的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

七.創(chuàng)新點(diǎn)

本項(xiàng)目旨在通過多組學(xué)交叉驗(yàn)證和系統(tǒng)生物學(xué)分析,深入解析腫瘤免疫微環(huán)境(TIME)的復(fù)雜調(diào)控網(wǎng)絡(luò),揭示其驅(qū)動(dòng)腫瘤免疫逃逸的關(guān)鍵機(jī)制,并篩選出具有高臨床轉(zhuǎn)化價(jià)值的免疫治療靶點(diǎn)和預(yù)測(cè)模型。項(xiàng)目在理論、方法和應(yīng)用層面均具有顯著的創(chuàng)新性。

1.理論創(chuàng)新:構(gòu)建多維度、動(dòng)態(tài)、空間關(guān)聯(lián)的腫瘤免疫微環(huán)境理論框架

現(xiàn)有研究多聚焦于腫瘤免疫微環(huán)境中單一細(xì)胞類型或單一分子通路,缺乏對(duì)整個(gè)微環(huán)境系統(tǒng)復(fù)雜性、動(dòng)態(tài)性和空間異質(zhì)性的全面認(rèn)識(shí)。本項(xiàng)目突破性地整合單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組、空間轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組、代謝組及微生物組等多組學(xué)數(shù)據(jù),結(jié)合單細(xì)胞ATAC測(cè)序揭示染色質(zhì)狀態(tài),從系統(tǒng)生物學(xué)角度構(gòu)建一個(gè)多維度的、動(dòng)態(tài)演化的、且考慮空間結(jié)構(gòu)的腫瘤免疫微環(huán)境理論框架。這不僅是現(xiàn)有研究中單一組學(xué)或雙組學(xué)分析所能達(dá)到的深度和廣度,更是首次嘗試將免疫細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)、腫瘤細(xì)胞以及腫瘤相關(guān)微生物作為一個(gè)緊密耦合的復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行整體解析。通過解析不同細(xì)胞類型間的直接相互作用和間接信號(hào)通訊,本項(xiàng)目將揭示腫瘤免疫逃逸的系統(tǒng)性機(jī)制,挑戰(zhàn)當(dāng)前以孤立事件解釋復(fù)雜現(xiàn)象的研究范式,推動(dòng)腫瘤免疫學(xué)理論的革新與發(fā)展。

2.方法創(chuàng)新:開發(fā)基于多組學(xué)數(shù)據(jù)融合與深度學(xué)習(xí)的免疫微環(huán)境解析及預(yù)測(cè)新方法

本項(xiàng)目在方法學(xué)上引入多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)。首先,針對(duì)多組學(xué)數(shù)據(jù)的整合分析,將開發(fā)和應(yīng)用先進(jìn)的整合生物信息學(xué)算法,如基于圖論的多組學(xué)關(guān)聯(lián)分析、考慮空間信息的降維與聚類算法、以及基于動(dòng)態(tài)模型的網(wǎng)絡(luò)推斷方法,以更準(zhǔn)確地解析腫瘤微環(huán)境中的分子互作網(wǎng)絡(luò)和細(xì)胞間通訊。其次,在預(yù)測(cè)模型構(gòu)建方面,將不僅僅依賴傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)模型,而是重點(diǎn)應(yīng)用深度學(xué)習(xí)技術(shù)(如卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于空間數(shù)據(jù)、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于時(shí)間序列分析、Transformer模型用于捕捉長(zhǎng)距離依賴關(guān)系),以更強(qiáng)大的模式識(shí)別能力,從高維度的免疫微環(huán)境特征中挖掘與免疫治療療效相關(guān)的潛在生物標(biāo)志物。此外,項(xiàng)目將探索單細(xì)胞多模態(tài)數(shù)據(jù)(如scRNA-seq+scATAC-seq)的聯(lián)合分析策略,以關(guān)聯(lián)基因表達(dá)與染色質(zhì)可及性,更深入地理解調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。這些方法的應(yīng)用將顯著提升對(duì)腫瘤免疫微環(huán)境復(fù)雜性的解析能力和對(duì)免疫治療療效的預(yù)測(cè)精度,為該方法在其他疾病微環(huán)境研究中的應(yīng)用提供示范。

3.應(yīng)用創(chuàng)新:建立基于免疫微環(huán)境特征的個(gè)體化免疫治療精準(zhǔn)預(yù)測(cè)模型與靶點(diǎn)庫(kù)

本項(xiàng)目的研究成果具有明確的應(yīng)用價(jià)值,直接面向臨床轉(zhuǎn)化需求。其核心應(yīng)用創(chuàng)新在于構(gòu)建一個(gè)基于多組學(xué)數(shù)據(jù)的、能夠精準(zhǔn)預(yù)測(cè)患者免疫治療療效的生物標(biāo)志物模型。該模型將整合腫瘤本身的遺傳特征、免疫微環(huán)境的分子特征(如免疫細(xì)胞浸潤(rùn)狀態(tài)、關(guān)鍵通路活性、T細(xì)胞耗竭標(biāo)志物等)以及患者微生物組的特征,實(shí)現(xiàn)比現(xiàn)有基于單一生物標(biāo)志物或簡(jiǎn)單免疫組化指標(biāo)預(yù)測(cè)模型更準(zhǔn)確的個(gè)體化預(yù)測(cè)。這不僅將為臨床醫(yī)生提供更可靠的決策依據(jù),以指導(dǎo)患者選擇最合適的免疫治療方案,避免無效治療和潛在毒副作用,還將有助于識(shí)別出可能對(duì)免疫治療無響應(yīng)或響應(yīng)不佳的高風(fēng)險(xiǎn)患者,為后續(xù)采用聯(lián)合治療或其他替代治療方案提供早期預(yù)警。同時(shí),通過大規(guī)模的多組學(xué)篩選,本項(xiàng)目將系統(tǒng)性地鑒定出一批與腫瘤免疫逃逸密切相關(guān)、具有潛在治療價(jià)值的分子靶點(diǎn)(包括新的免疫檢查點(diǎn)、共刺激分子、免疫抑制細(xì)胞功能調(diào)控因子、腫瘤細(xì)胞代謝調(diào)控靶點(diǎn)等),構(gòu)建一個(gè)高質(zhì)量的免疫治療靶點(diǎn)庫(kù)。該靶點(diǎn)庫(kù)將為新型免疫治療藥物的研發(fā)提供重要的理論依據(jù)和候選靶點(diǎn),具有重要的臨床轉(zhuǎn)化前景和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

4.跨學(xué)科融合創(chuàng)新:推動(dòng)免疫學(xué)、腫瘤學(xué)、生物信息學(xué)、代謝組學(xué)和微生物組學(xué)的深度融合

本項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容橫跨免疫學(xué)、腫瘤學(xué)、生物信息學(xué)、代謝組學(xué)和微生物組學(xué)等多個(gè)前沿學(xué)科領(lǐng)域。項(xiàng)目的成功實(shí)施需要不同學(xué)科研究人員的緊密協(xié)作和知識(shí)共享。這種跨學(xué)科的深度融合是本項(xiàng)目創(chuàng)新性的重要體現(xiàn)。例如,單細(xì)胞多組學(xué)數(shù)據(jù)的整合分析需要生物信息學(xué)領(lǐng)域的先進(jìn)算法和計(jì)算能力;腫瘤免疫逃逸機(jī)制的解析需要免疫學(xué)和腫瘤學(xué)的深厚理論基礎(chǔ);代謝組學(xué)數(shù)據(jù)與免疫微環(huán)境功能的關(guān)聯(lián)分析,以及微生物組對(duì)腫瘤免疫的影響研究,則分別拓展了代謝免疫學(xué)和腫瘤微生物學(xué)的邊界。通過這種跨學(xué)科的協(xié)同攻關(guān),不僅能夠產(chǎn)生新的科學(xué)發(fā)現(xiàn),還能夠促進(jìn)交叉學(xué)科方法論的創(chuàng)新,培養(yǎng)具備跨學(xué)科視野的復(fù)合型研究人才,從而提升我國(guó)在腫瘤免疫研究領(lǐng)域的整體實(shí)力和國(guó)際影響力。

八.預(yù)期成果

本項(xiàng)目通過系統(tǒng)解析腫瘤免疫微環(huán)境的復(fù)雜調(diào)控網(wǎng)絡(luò),預(yù)期在理論認(rèn)知、技術(shù)方法及臨床應(yīng)用等多個(gè)層面取得一系列重要成果。

1.理論成果:深化對(duì)腫瘤免疫微環(huán)境復(fù)雜性的系統(tǒng)性認(rèn)知

項(xiàng)目預(yù)期將構(gòu)建一個(gè)多維度、動(dòng)態(tài)且空間關(guān)聯(lián)的腫瘤免疫微環(huán)境分子圖譜,揭示不同腫瘤微環(huán)境組分(免疫細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)、腫瘤細(xì)胞、微生物等)之間的復(fù)雜互作網(wǎng)絡(luò)及其在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的動(dòng)態(tài)演變規(guī)律。預(yù)期將闡明免疫抑制性細(xì)胞亞群(如Tregs、MDSCs、M2型TAMs)與腫瘤細(xì)胞相互作用的關(guān)鍵分子機(jī)制和信號(hào)通路,特別是在促進(jìn)腫瘤免疫逃逸中的作用細(xì)節(jié)。通過對(duì)腫瘤細(xì)胞代謝重編程與免疫微環(huán)境互作的解析,預(yù)期將揭示代謝網(wǎng)絡(luò)在維持免疫抑制狀態(tài)中的核心作用。此外,項(xiàng)目預(yù)期將深化對(duì)腫瘤相關(guān)微生物群落結(jié)構(gòu)、功能及其與宿主免疫互作的認(rèn)識(shí),闡明微生物在調(diào)控腫瘤免疫應(yīng)答中的潛在機(jī)制。這些研究成果將顯著補(bǔ)充和修正現(xiàn)有關(guān)于腫瘤免疫微環(huán)境的理論認(rèn)知,為理解腫瘤免疫逃逸的系統(tǒng)性機(jī)制提供新的理論框架,推動(dòng)腫瘤免疫學(xué)和腫瘤學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。

2.技術(shù)與方法成果:開發(fā)先進(jìn)的免疫微環(huán)境解析與預(yù)測(cè)技術(shù)

基于項(xiàng)目研究需求,預(yù)期將開發(fā)或改進(jìn)一系列先進(jìn)的生物信息學(xué)分析方法和計(jì)算模型。在多組學(xué)數(shù)據(jù)整合方面,預(yù)期將建立更有效的整合算法,以處理高維度、多模態(tài)數(shù)據(jù)的時(shí)空關(guān)聯(lián)性,提高網(wǎng)絡(luò)推斷和通路分析的準(zhǔn)確性。在預(yù)測(cè)模型構(gòu)建方面,預(yù)期將開發(fā)并驗(yàn)證基于深度學(xué)習(xí)的腫瘤免疫治療療效預(yù)測(cè)模型,該模型能夠整合多組學(xué)特征和臨床信息,實(shí)現(xiàn)對(duì)個(gè)體化治療反應(yīng)的精準(zhǔn)預(yù)測(cè),其性能將優(yōu)于現(xiàn)有的預(yù)測(cè)方法。此外,項(xiàng)目預(yù)期將在單細(xì)胞多模態(tài)數(shù)據(jù)聯(lián)合分析、空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的深度挖掘等方面取得方法學(xué)創(chuàng)新。這些技術(shù)方法的開發(fā)和應(yīng)用,不僅將直接服務(wù)于本項(xiàng)目的深入研究,還將為國(guó)內(nèi)外同類研究提供有價(jià)值的工具和算法參考,促進(jìn)腫瘤免疫微環(huán)境研究的技術(shù)進(jìn)步。

3.個(gè)體化免疫治療預(yù)測(cè)模型與應(yīng)用成果:提供臨床轉(zhuǎn)化策略

項(xiàng)目核心目標(biāo)之一是建立基于免疫微環(huán)境特征的個(gè)體化免疫治療精準(zhǔn)預(yù)測(cè)模型。預(yù)期成果將包括:首先,開發(fā)出一個(gè)經(jīng)過驗(yàn)證的、具有臨床應(yīng)用潛力的免疫治療療效預(yù)測(cè)模型,該模型能夠接收患者的多組學(xué)數(shù)據(jù)(可通過測(cè)序或免疫組化檢測(cè)獲得),輸出其對(duì)該類免疫治療的潛在應(yīng)答概率或分級(jí)。其次,基于多組學(xué)篩選,構(gòu)建一個(gè)包含數(shù)十個(gè)至上百個(gè)潛在免疫治療靶點(diǎn)的分子庫(kù),并對(duì)這些靶點(diǎn)的臨床轉(zhuǎn)化價(jià)值進(jìn)行評(píng)估和優(yōu)先級(jí)排序。再次,預(yù)期將提出一系列基于免疫微環(huán)境特征的臨床應(yīng)用策略,例如:如何根據(jù)預(yù)測(cè)模型結(jié)果優(yōu)化免疫治療藥物的選擇;如何識(shí)別需要聯(lián)合治療(如與化療、放療、靶向治療或新型免疫治療藥物)的患者;如何監(jiān)測(cè)治療過程中的免疫微環(huán)境動(dòng)態(tài)變化以指導(dǎo)臨床決策。這些成果將直接推動(dòng)免疫治療的精準(zhǔn)化發(fā)展,為提高腫瘤患者的治療成功率、降低治療成本、改善患者預(yù)后提供重要的實(shí)踐指導(dǎo),具有顯著的臨床應(yīng)用價(jià)值和轉(zhuǎn)化潛力。

4.學(xué)術(shù)成果與人才培養(yǎng):促進(jìn)學(xué)科發(fā)展與知識(shí)傳播

預(yù)期本項(xiàng)目將在國(guó)際高水平學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表系列研究論文(SCI論文3-5篇,其中頂級(jí)期刊1-2篇),參與國(guó)內(nèi)外重要學(xué)術(shù)會(huì)議并作報(bào)告,積極推動(dòng)研究成果的學(xué)術(shù)交流與傳播。項(xiàng)目執(zhí)行過程中,預(yù)期將培養(yǎng)一批掌握多組學(xué)技術(shù)和系統(tǒng)生物學(xué)方法的跨學(xué)科研究人才,包括博士后、博士研究生和碩士研究生,為我國(guó)腫瘤免疫研究領(lǐng)域輸送高質(zhì)量的專業(yè)人才。項(xiàng)目的研究數(shù)據(jù)和成果也將通過公共數(shù)據(jù)庫(kù)或平臺(tái)進(jìn)行共享(在符合倫理和數(shù)據(jù)安全規(guī)定的前提下),以促進(jìn)科學(xué)研究的開放性和合作,為后續(xù)相關(guān)研究提供寶貴資源。通過項(xiàng)目的實(shí)施,預(yù)期將提升所在研究團(tuán)隊(duì)在腫瘤免疫微環(huán)境領(lǐng)域的學(xué)術(shù)聲譽(yù)和研究實(shí)力,促進(jìn)國(guó)內(nèi)相關(guān)研究水平的整體提升,增強(qiáng)我國(guó)在腫瘤免疫治療領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

九.項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃

本項(xiàng)目旨在通過系統(tǒng)解析腫瘤免疫微環(huán)境的復(fù)雜調(diào)控網(wǎng)絡(luò),揭示其驅(qū)動(dòng)腫瘤免疫逃逸的關(guān)鍵機(jī)制,并篩選出具有高臨床轉(zhuǎn)化價(jià)值的免疫治療靶點(diǎn)和預(yù)測(cè)模型。為確保項(xiàng)目目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn),制定科學(xué)合理的時(shí)間規(guī)劃和風(fēng)險(xiǎn)管理策略至關(guān)重要。項(xiàng)目總周期預(yù)計(jì)為5年,分為六個(gè)階段,每個(gè)階段均有明確的任務(wù)分配和進(jìn)度安排。

1.項(xiàng)目時(shí)間規(guī)劃與任務(wù)分配

第一階段:樣本采集與多組學(xué)數(shù)據(jù)獲取(第1-6個(gè)月)

*任務(wù)分配:臨床樣本團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)建立穩(wěn)定的臨床樣本采集流程,與多家三甲醫(yī)院合作,收集肺癌、黑色素瘤、胃癌等腫瘤及其鄰近正常樣本,以及相應(yīng)的腫瘤相關(guān)淋巴結(jié)樣本。生物樣本處理團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)樣本的標(biāo)準(zhǔn)化處理、存儲(chǔ)和質(zhì)控。高通量測(cè)序團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)RNA提取、庫(kù)構(gòu)建、測(cè)序和數(shù)據(jù)初步分析。微生物組分析團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)樣本的微生物DNA提取和測(cè)序。

*進(jìn)度安排:第1-2個(gè)月,完成倫理審批和知情同意流程,建立樣本采集規(guī)范。第3-4個(gè)月,啟動(dòng)臨床樣本采集,完成首批樣本(約100對(duì)腫瘤-正常)的采集和處理。第5-6個(gè)月,完成第一批樣本的多組學(xué)測(cè)序(RNA-seq、16SrRNA測(cè)序),并進(jìn)行初步數(shù)據(jù)質(zhì)控和整合分析。

第二階段:腫瘤免疫微環(huán)境分子圖譜構(gòu)建與異質(zhì)性分析(第7-18個(gè)月)

*任務(wù)分配:生物信息學(xué)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)整合多組學(xué)數(shù)據(jù),進(jìn)行差異表達(dá)分析、基因集富集分析、通路分析和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。免疫細(xì)胞分選團(tuán)隊(duì)利用流式細(xì)胞術(shù)和免疫磁珠分選技術(shù),分離腫瘤微環(huán)境中的各類免疫細(xì)胞亞群,進(jìn)行功能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。病理組學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)樣本進(jìn)行免疫組化染色,檢測(cè)關(guān)鍵免疫標(biāo)記。

*進(jìn)度安排:第7-9個(gè)月,完成RNA-seq、scRNA-seq、ST數(shù)據(jù)的深度分析和整合,解析腫瘤微環(huán)境的細(xì)胞組成、空間結(jié)構(gòu)和基因表達(dá)特征。第10-12個(gè)月,進(jìn)行腫瘤微環(huán)境異質(zhì)性分析,比較不同腫瘤類型、臨床分期、治療反應(yīng)和空間位置上的差異。第13-15個(gè)月,分離關(guān)鍵免疫細(xì)胞亞群,進(jìn)行體外功能實(shí)驗(yàn)和機(jī)制研究。第16-18個(gè)月,完成免疫組化分析,驗(yàn)證關(guān)鍵免疫標(biāo)記的表達(dá)模式。

第三階段:關(guān)鍵信號(hào)通路與分子機(jī)制解析(第19-30個(gè)月)

*任務(wù)分配:分子生物學(xué)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)基因編輯實(shí)驗(yàn),構(gòu)建細(xì)胞模型,驗(yàn)證關(guān)鍵信號(hào)通路和分子的功能作用。代謝組學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)腫瘤和細(xì)胞培養(yǎng)上清液進(jìn)行代謝物分析,解析腫瘤細(xì)胞和免疫細(xì)胞代謝重編程的機(jī)制。微生物組團(tuán)隊(duì)進(jìn)行深入分析,研究腫瘤相關(guān)微生物群落的功能特征和免疫調(diào)控作用。

*進(jìn)度安排:第19-21個(gè)月,篩選與腫瘤免疫逃逸相關(guān)的關(guān)鍵信號(hào)通路和分子標(biāo)記,進(jìn)行生物信息學(xué)預(yù)測(cè)和驗(yàn)證。第22-24個(gè)月,完成基因編輯細(xì)胞模型的構(gòu)建和初步功能驗(yàn)證。第25-27個(gè)月,進(jìn)行代謝組學(xué)分析,解析腫瘤細(xì)胞和免疫細(xì)胞代謝重編程的機(jī)制。第28-30個(gè)月,深入研究腫瘤相關(guān)微生物群落的功能特征和免疫調(diào)控作用,進(jìn)行體內(nèi)功能驗(yàn)證。

第四階段:潛在免疫治療靶點(diǎn)篩選與功能驗(yàn)證(第31-42個(gè)月)

*任務(wù)分配:藥物研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和合成潛在靶點(diǎn)的抑制劑或抗體藥物。動(dòng)物模型團(tuán)隊(duì)構(gòu)建原位移植或原位成瘤小鼠模型,進(jìn)行體內(nèi)功能驗(yàn)證。臨床研究團(tuán)隊(duì)收集已進(jìn)行免疫治療的腫瘤患者的臨床樣本和隨訪數(shù)據(jù),用于模型構(gòu)建。

*進(jìn)度安排:第31-33個(gè)月,基于多組學(xué)數(shù)據(jù)篩選潛在免疫治療靶點(diǎn),進(jìn)行生物信息學(xué)分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。第34-36個(gè)月,設(shè)計(jì)和合成潛在靶點(diǎn)的抑制劑或抗體藥物,進(jìn)行初步的體外活性測(cè)試。第37-39個(gè)月,在細(xì)胞模型和動(dòng)物模型中,驗(yàn)證靶向干預(yù)潛在靶點(diǎn)的抗腫瘤療效及其對(duì)免疫微環(huán)境的逆轉(zhuǎn)作用。第40-42個(gè)月,收集臨床樣本和隨訪數(shù)據(jù),進(jìn)行免疫治療療效預(yù)測(cè)模型的構(gòu)建和初步驗(yàn)證。

第五階段:免疫治療精準(zhǔn)預(yù)測(cè)模型構(gòu)建與應(yīng)用(第43-48個(gè)月)

*任務(wù)分配:生物信息學(xué)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)整合多組學(xué)數(shù)據(jù)和臨床信息,利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法構(gòu)建預(yù)測(cè)免疫治療療效的模型。臨床應(yīng)用團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)模型在臨床數(shù)據(jù)的驗(yàn)證和應(yīng)用研究。

*進(jìn)度安排:第43-45個(gè)月,整合多組學(xué)數(shù)據(jù)和臨床信息,進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理和特征工程。第46-47個(gè)月,利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法構(gòu)建預(yù)測(cè)免疫治療療效的模型,進(jìn)行模型訓(xùn)練和優(yōu)化。第48個(gè)月,進(jìn)行模型的交叉驗(yàn)證和性能評(píng)估,撰寫項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告。

第六階段:總結(jié)與成果發(fā)布(貫穿整個(gè)項(xiàng)目)

*任務(wù)分配:論文撰寫團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)整理研究論文,投稿至國(guó)內(nèi)外高水平學(xué)術(shù)期刊。成果轉(zhuǎn)化團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)申請(qǐng)專利,推動(dòng)研究成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用。項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)項(xiàng)目進(jìn)度,項(xiàng)目會(huì)議,撰寫項(xiàng)目報(bào)告。

*進(jìn)度安排:項(xiàng)目實(shí)施過程中,定期召開項(xiàng)目會(huì)議,總結(jié)研究進(jìn)展,討論存在問題,調(diào)整研究計(jì)劃。項(xiàng)目后期,集中力量撰寫研究論文和項(xiàng)目報(bào)告,進(jìn)行成果轉(zhuǎn)化和應(yīng)用推廣。

2.風(fēng)險(xiǎn)管理策略

本項(xiàng)目涉及多組學(xué)技術(shù)、動(dòng)物模型、細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和臨床研究等多個(gè)環(huán)節(jié),存在一定的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、倫理風(fēng)險(xiǎn)和進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)這些風(fēng)險(xiǎn),我們將制定相應(yīng)的管理策略。

技術(shù)風(fēng)險(xiǎn):多組學(xué)技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析要求高,可能存在實(shí)驗(yàn)失敗或數(shù)據(jù)質(zhì)量不高的風(fēng)險(xiǎn)。

策略:建立嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范和質(zhì)量控制體系,對(duì)實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)。采用先進(jìn)的生物信息學(xué)方法和軟件工具,進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)控和錯(cuò)誤檢測(cè)。與國(guó)內(nèi)外頂尖實(shí)驗(yàn)室合作,共享技術(shù)資源和經(jīng)驗(yàn)。

倫理風(fēng)險(xiǎn):臨床樣本采集和使用涉及患者隱私和倫理問題。

策略:嚴(yán)格遵守倫理規(guī)范,獲得倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。對(duì)患者進(jìn)行充分告知和知情同意,確保樣本采集和使用的合法合規(guī)。建立數(shù)據(jù)脫敏機(jī)制,保護(hù)患者隱私。定期進(jìn)行倫理審查,確保研究過程符合倫理要求。

進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn):項(xiàng)目周期長(zhǎng),涉及多個(gè)研究階段,可能存在進(jìn)度滯后的風(fēng)險(xiǎn)。

策略:制定詳細(xì)的項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃,明確各階段的任務(wù)分配和進(jìn)度安排。建立有效的項(xiàng)目管理機(jī)制,定期跟蹤項(xiàng)目進(jìn)度,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決存在的問題。采用先進(jìn)的生物信息學(xué)方法和軟件工具,進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)控和錯(cuò)誤檢測(cè)。與國(guó)內(nèi)外頂尖實(shí)驗(yàn)室合作,共享技術(shù)資源和經(jīng)驗(yàn)。通過這些措施,我們將最大限度地降低項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn),確保項(xiàng)目按計(jì)劃順利實(shí)施,并最終取得預(yù)期成果。

十.項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)

本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員由來自國(guó)內(nèi)頂尖研究機(jī)構(gòu)的多學(xué)科專家組成,涵蓋腫瘤學(xué)、免疫學(xué)、生物信息學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)和微生物組學(xué)等領(lǐng)域,具有豐富的理論研究和臨床轉(zhuǎn)化經(jīng)驗(yàn)。團(tuán)隊(duì)成員曾主持或參與多項(xiàng)國(guó)家級(jí)重大科研項(xiàng)目,在腫瘤免疫微環(huán)境研究方面取得了系列創(chuàng)新性成果。

1.團(tuán)隊(duì)成員專業(yè)背景與研究經(jīng)驗(yàn)

*項(xiàng)目負(fù)責(zé)人:張明,教授,腫瘤生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任,主要研究方向?yàn)槟[瘤免疫微環(huán)境調(diào)控機(jī)制及靶向治療。在腫瘤免疫領(lǐng)域深耕十余年,在Nature、Cell等頂級(jí)期刊發(fā)表論文20余篇,主持國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目3項(xiàng),以第一作者身份獲得2019年國(guó)際腫瘤免疫治療大會(huì)青年講者獎(jiǎng)。在腫瘤免疫微環(huán)境的研究方面,團(tuán)隊(duì)在腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞極化調(diào)控、免疫檢查點(diǎn)分子功能以及腫瘤-免疫互作網(wǎng)絡(luò)解析等方面取得了系統(tǒng)性突破,開發(fā)了多種新型免疫治療策略,部分成果已進(jìn)入臨床轉(zhuǎn)化階段。

*生物信息學(xué)負(fù)責(zé)人:李紅,研究員,系統(tǒng)生物學(xué)研究所教授,主要研究方向?yàn)槟[瘤多組學(xué)數(shù)據(jù)整合分析及機(jī)器學(xué)習(xí)算法應(yīng)用。在腫瘤基因組學(xué)和免疫組學(xué)數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域具有深厚的學(xué)術(shù)造詣,在國(guó)際頂級(jí)期刊發(fā)表多篇高水平論文,擅長(zhǎng)單細(xì)胞多組學(xué)數(shù)據(jù)整合、空間轉(zhuǎn)錄組分析及深度學(xué)習(xí)模型構(gòu)建。曾參與多項(xiàng)國(guó)際大型基因組計(jì)劃,開發(fā)的生物信息學(xué)分析平臺(tái)被廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外腫瘤研究項(xiàng)目。在腫瘤免疫微環(huán)境的研究方面,團(tuán)隊(duì)開發(fā)了基于多組學(xué)數(shù)據(jù)的免疫治療療效預(yù)測(cè)模型,準(zhǔn)確率達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

*腫瘤學(xué)負(fù)責(zé)人:王強(qiáng),主任醫(yī)師,腫瘤內(nèi)科首席專家,主要研究方向?yàn)槟[瘤精準(zhǔn)免疫治療。在腫瘤內(nèi)科臨床診療領(lǐng)域具有豐富的經(jīng)驗(yàn),擅長(zhǎng)多種腫瘤的免疫治療,主持多項(xiàng)臨床研究項(xiàng)目,發(fā)表SCI論文10余篇,參與編寫《腫瘤免疫治療臨床實(shí)踐指南》。在腫瘤免疫微環(huán)境的研究方面,團(tuán)隊(duì)建立了大規(guī)模腫瘤患者隊(duì)列,積累了豐富的臨床數(shù)據(jù),為項(xiàng)目研究提供了寶貴的臨床資源。團(tuán)隊(duì)在腫瘤免疫微環(huán)境的研究方面,在腫瘤免疫治療臨床應(yīng)用方面取得了顯著成效,為大量腫瘤患者提供了有效的治療方案。

*免疫學(xué)負(fù)責(zé)人:陳曦,教授,免疫學(xué)研究所所長(zhǎng),主要研究方向?yàn)槟[瘤免疫應(yīng)答機(jī)制及新型免疫治療策略開發(fā)。在腫瘤免疫微環(huán)境的研究方面,團(tuán)隊(duì)在腫瘤相關(guān)免疫細(xì)胞(如Treg、MDSCs、NK細(xì)胞等)的功能調(diào)控機(jī)制方面取得了系統(tǒng)性突破,開發(fā)了多種新型免疫治療藥物,部分成果已進(jìn)入臨床轉(zhuǎn)化階段。團(tuán)隊(duì)在國(guó)際頂級(jí)期刊發(fā)表多篇高水平論文,主持國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目2項(xiàng)。

*蛋白質(zhì)組學(xué)負(fù)責(zé)人:趙陽(yáng),研究員,蛋白質(zhì)組學(xué)研究中心主任,主要研究方向?yàn)槟[瘤免疫微環(huán)境的蛋白質(zhì)組學(xué)分析。在腫瘤免疫微環(huán)境的研究方面,團(tuán)隊(duì)開發(fā)了多種新型免疫治療藥物,部分成果已進(jìn)入臨床轉(zhuǎn)化階段。團(tuán)隊(duì)在國(guó)際頂級(jí)期刊發(fā)表多篇高水平論文,主持國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目2項(xiàng)。

*代謝組學(xué)負(fù)責(zé)人:孫麗,教授,代謝組學(xué)研究中心主任,主要研究方向?yàn)槟[瘤細(xì)胞代謝重編程及免疫互

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