结直肠癌（Colorectal cancer,CRC）占癌症总发病率的9%以上,是目前世界上发病率排名第三、致死率排名第四的癌症。手术和化疗长期以来被作为结直肠癌患者的首要选择。但进展性结直肠癌的预后很差。随后出现的免疫靶向治疗是结直肠癌患者的一个新选择。目前免疫疗法在治疗很多癌症的治疗中已经取得了良好的临床治疗效果。然而,在结直肠癌中,由于T细胞耗竭的效应,免疫疗法面临巨大的挑战。其中,CD8+T细胞的耗竭对免疫治疗效果影响最为显著,然而具体的耗竭机制有待更深入的研究。目前单细胞测序技术在肿瘤免疫微环境中的应用,解决了单个免疫细胞“个体”表征无法突破的难题,精准的刻画每个细胞的基因信息。本研究分析了结直肠癌的单细胞数据集GSE108989,包含了12例CRC患者的11138个T细胞的转录组数据,同时利用动态网络生物标志物（Dynamic network biomarker,DNB）方法识别了T细胞耗竭前的关键转变时期,进一步分析了基因网络、核心基因以及细胞间相互作用,提出了影响T细胞耗竭的假说,研究结果如下:（1）本研究利用来自结直肠癌患者肿瘤组织的单细胞转录组测序数据,借助拟时序分析方法构建了CD8+T细胞的耗竭分化轨迹,通过动态网络生物标志物方法找到耗竭进展的临界时期,并鉴定到特异性的耗竭前体T细胞亚群。该细胞亚群具有耗竭发展与正常效应功能发展的双向性。（2）本研究发现了DNB核心基因驱动DNB一阶邻接基因的表达在T细胞耗竭的关键时期前后翻转变化。同时这些DNB一阶邻接基因在癌症的PD-L1表达和PD-1检查点通路中显著富集,这表明耗竭前体T细胞可能作为响应免疫治疗的亚群。本研究还鉴定出DNB核心基因CCT6A是CRC中耗竭前体T细胞亚群的生物标志物。（3）DNB核心基因CCT6A驱动耗竭前体T细胞的DNB一阶邻接基因TUBA1B表达模式出现翻转变化,同时TUBA1B在DNB基因网络中还作为耗竭前体T细胞的差异基因。该过程促进了CD8+T细胞的耗竭。此外,CCT6A与TUBA1B的表达都与结直肠癌患者的生存期显著相关（p=0.007和p=0.026）。（4）细胞通讯的分析结果显示,CXCL13作为DNB基因通过受体配体相互作用参与了耗竭过程的细胞通讯,并且终末耗竭T细胞与耗竭前体T细胞之间的细胞通讯促进了耗竭的进展。（5）本研究基于耗竭前体T细胞的DNB基因构建的风险评分模型对结直肠癌患者的预后能够做出良好的预测。DNB基因XRN2、PTPN6、CNOT7基因所构建的风险评分模型在TCGA结直肠癌患者中生存预后风险具有显著差异（log-rank p＜0.05）。综上所述,本研究鉴定了结直肠癌肿瘤组织中处于耗竭临界时期的耗竭前体T细胞亚群,并且发现了可能促进耗竭的动态网络标记物。为T细胞耗竭的机制提供了更深入的见解,为提高CRC的靶向免疫治疗效果提供了线索。