北大张泽民教授：单细胞测序+生物信息学，助力肿瘤免疫研究针对肿瘤微环境的复杂性问题

针对肿瘤微环境的复杂性问题，近年来，单细胞测序技术逐渐被广泛应用于肿瘤浸润免疫细胞的研究中。近日，在冷泉港亚洲举办的“癌症免疫学的科学和技术进展”会议上，生物探索有幸采访到北京大学生物医药前沿创新中心（BIOPIC）与未来基因诊断高精尖创新中心的张泽民研究员，了解其实验室在基因和转录组学结合生物信息学应用于肿瘤免疫方面的进展与突破。

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张泽民实验室团队成员与美国宾州大学JohnWherry教授合影
企业界到学术界的转变
在加入北大以前，张泽民教授曾长期就任基因泰克/罗氏公司(Genentech/Roche) ，担任癌症基因组学和生物信息学的首席，致力于应用机器学习和高通量测序等高新技术进行抗癌药靶和生物标记物的发现。他在癌症计算生物学和癌症基因组学的多个方向上都是开拓者、引领者。
一次机缘巧合之下，现任北京大学生命科学学院、生物医学前沿创新中心谢晓亮教授访问基因泰克，在他的介绍和盛情邀请下，张教授对北京大学有了更全面的了解。 “在一个地方待久了，觉得换一个工作方式和环境也很好，而且北京大学是一个科学非常前沿的地方。当时抱着尝试一下的想法加入北大，结果发现选择并没有错。 ”张泽民回想2014年加入北大时说道。
张教授表示，在加入北大后，宽松的学术环境为他的研究带来了更广阔自由度，也让他能更专注于自己的研究目标。他说：“这里不同于公司，这里能够很好地把各种资源整合在一起，科研上可以探索的空间也更大。 ”
单细胞测序技术的应用
单细胞测序技术自2009年问世， 2013年被NatureMethods评为年度技术以来，越来越多地被应用在科研领域。 2015年以来， 10XGenomics、Drop-seq、Micro-well、Split-seq等技术的出现，彻底降低了单细胞测序的成本门槛。自此，单细胞测序技术被广泛应用于基础科研和临床研究。
据了解，张泽民实验室主要致力于结合生物信息学技术，将最前沿的基因组和转录组学结果应用于解决肿瘤免疫中的重要问题，如揭示肿瘤发生过程、肿瘤微环境和肿瘤对药物的应答等生物学现象中的系统趋势和功能因子等。近年来，他们也更多地利用单细胞测序技术来研究肿瘤内部微环境的异质性，以及从更细微的层面进行探索，包括细胞之间的成分、来源、相互作用机制。
2018年6月、10月，张泽民教授课题组分别在《NatureMedicine》和《Nature》发布重大研究成果。他们在单细胞水平绘制肺癌和结直肠癌T细胞免疫图谱，揭示了肺癌和结直肠癌T细胞的亚群分类、组织分布特征、肿瘤内群体异质性及药物靶基因表达情况，鉴定了跨组织分布的T细胞类群及亚群间潜在的状态转换关系，这对于肺癌和结直肠癌的诊断和治疗具有重大意义。

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https://doi.org/10.1038/s41586-018-0694-x

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https://doi.org/10.1038/s41591-018-0045-3
张泽民教授进一步向我们介绍他们实验室的工作， “实际上我们有一部分工作是延续了以前癌症基因组的方向，通过对癌症基因组的突变和表达变化，研究一些与癌症相关的机制变化。做科研最重要的就是要前沿有用、且有潜在的转化价值。 ”
单细胞转录组与肿瘤微环境
目前，肿瘤免疫是非常热门的研究方向，但是如何利用当下的技术很快地解决一些重要的问题有待更多的尝试。单细胞测序技术对于探索肿瘤内部复杂的微环境非常有用。目前比较成熟的单细胞测序技术主要还是基因组和转录组测序，所带来的信息量也是庞大和丰富的。通过更好的计算就能进行更深入的数据挖掘，来揭示基因组和基因组表达差异以及基因调控的信号通路。