HCC微環(huán)境中腫瘤免疫屏障對免疫治療療效的影響介紹
期刊：Journal of Hepatology
影響因子：30.083
主要技術(shù)：scRNA-seq，ST，免疫組化
導(dǎo)語
肝細(xì)胞癌(HCC)是肝癌中最常見的組織學(xué)亞型，也是導(dǎo)致癌癥相關(guān)死亡的第三大原因。免疫檢查點(diǎn)阻斷(ICB)治療的革命性進(jìn)展，如抗PD-1/L1和抗CTLA4抗體，延長了多種癌癥患者的生存期。以前的大多數(shù)研究都集中在不同細(xì)胞成分在TME中與免疫療法療效相關(guān)的作用。但是TIB的具體結(jié)構(gòu)TME及其在免疫療法療效中的作用在很大程度上仍是未知的。
主要技術(shù)
scRNA-seq，ST，免疫組化
研究結(jié)果
1.空間轉(zhuǎn)錄組測序揭示了與免疫治療效果相關(guān)的TIB微環(huán)境結(jié)構(gòu)
對8名抗PD-1治療的HCC患者的腫瘤切片（無應(yīng)答者，n=5；應(yīng)答者，n=3）和相鄰正常組織切片（n=3）進(jìn)行了空間轉(zhuǎn)錄組測序（10x Genomics）�；跓o偏聚類和spots特征，將腫瘤spots分為肝細(xì)胞、免疫/成纖維細(xì)胞、肌成纖維細(xì)胞/周細(xì)胞、SPP1+巨噬細(xì)胞/CAFs，以及惡性肝細(xì)胞。由于無法區(qū)分CAFs和SPP1+巨噬細(xì)胞，表明這兩種細(xì)胞類型之間存在物理相互作用。作者發(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞周圍的SPP1+巨噬細(xì)胞/CAF簇在ICB非應(yīng)答者中形成了TIB結(jié)構(gòu)，但在應(yīng)答者中卻沒有這種結(jié)構(gòu)。SPP1+巨噬細(xì)胞/CAF的spots在腫瘤中特異性富集，ICB治療無應(yīng)答者的比例高于應(yīng)答者（圖1H-I）。此外，多重免疫組化（mIHC）結(jié)果表明這兩種細(xì)胞類型之間的潛在串?dāng)_有助于與免疫治療功效相關(guān)的TIB結(jié)構(gòu)的形成。
2.ICB反應(yīng)不敏感的肝癌患者癌旁正常組織和腫瘤組織的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄圖譜
為了更好地了解ICB無應(yīng)答者中TIB的細(xì)胞組成，作者對從6個ICB無響應(yīng)患者的肝癌腫瘤和相鄰正常組織進(jìn)行了scRNA-seq。通過整合12個樣本的所有細(xì)胞進(jìn)行聚類分析，并定義主要細(xì)胞類型，定義出了六種主要細(xì)胞類型（圖2A）。值得注意的是，髓系細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的比例在腫瘤中顯著增加（圖2B）。腫瘤和鄰近正常組織之間浸潤細(xì)胞類型的差異表明，TME的動態(tài)重構(gòu)在無響應(yīng)的HCC患者中起著重要作用。
3.SPP1+巨噬細(xì)胞在腫瘤組織中顯著富集，CAFs和SPP1+巨噬細(xì)胞之間與TIB結(jié)構(gòu)形成相關(guān)
為了進(jìn)一步探索具有TIB結(jié)構(gòu)的ICB非應(yīng)答者中髓系細(xì)胞的異質(zhì)性，作者12個樣本中髓系細(xì)胞為12個亞型，發(fā)現(xiàn)SPP1+巨噬細(xì)胞作為一個獨(dú)立的亞型存在，并可能在TME中發(fā)揮重要作用（圖3A）。通過比較髓系亞型在腫瘤和正常組織之間的比例，發(fā)現(xiàn)SPP1+巨噬細(xì)胞的百分比在腫瘤中顯著增加（圖3B）。流式分析顯示，腫瘤組織中的SPP1+巨噬細(xì)胞浸潤在無應(yīng)答者中顯著高于應(yīng)答者（圖3C）；接下來使用mIHC染色證實(shí)了CD68和SPP1蛋白共定位的SPP1+巨噬細(xì)胞在HCC腫瘤中富集（圖3D）。
4.CTIB結(jié)構(gòu)干擾腫瘤細(xì)胞與免疫細(xì)胞的相互作用限制對免疫治療的反應(yīng)
另一種TIB成分CAFs的細(xì)胞組成，作者將腫瘤和鄰近正常組織的scRNA-seq數(shù)據(jù)集中的成纖維細(xì)胞亞分類為四種亞型（圖4A），并研究了相鄰正常組織和腫瘤組織之間成纖維細(xì)胞亞型的變化，發(fā)現(xiàn)CAFs在腫瘤組織中主要富集。接著，作者將scRNA-seq數(shù)據(jù)集結(jié)合空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)集進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)SPP1+巨噬細(xì)胞和CAFs之間配體-靶點(diǎn)相互作用的靶基因極有可能屬于細(xì)胞因子-細(xì)胞因子-受體相互作用、ECM途徑、TNF信號通路和IL-17信號通路。通過研究，發(fā)現(xiàn)SPP1+巨噬細(xì)胞和CAFs緊密位于TIB中，并通過相關(guān)配體受體相互作用，促進(jìn)TIB結(jié)構(gòu)的形成。
5.靶向SPP1破壞TIB結(jié)構(gòu)，使HCC對免疫治療敏感
SPP1是一種分泌型糖磷蛋白，其表達(dá)與HCC的免疫抑制微環(huán)境密切相關(guān)，因此敲除SPP1可以消除CAFs對免疫微環(huán)境的抑制作用，從而使殺傷性T細(xì)胞浸潤腫瘤核心。為了驗(yàn)證這個想法，研究用(Spp1f/f;Lyz2-Cre)小鼠建立了腫瘤模型，與Spp1f/f小鼠相比，抗pd-1治療Lyz2-Cre小鼠腫瘤生長速度明顯下降，治療效果較好（圖6A）。流式細(xì)胞術(shù)分析顯示，抗PD - 1治療顯著增加了腫瘤浸潤C(jī)D8+ T細(xì)胞（圖6B）和Granzyme B+ CD8+ T細(xì)胞在腫瘤區(qū)的數(shù)量（圖6C）。mIHC染色結(jié)果驗(yàn)證了抗PD-1治療的Spp1f/f；Lyz2-Cre小鼠的腫瘤區(qū)CD8+ T細(xì)胞的Granzyme B染色強(qiáng)度顯著高于其他各組（圖6D），此外，在Hepa 1 - 6肝癌模型中檢測了抗SPP1和抗PD - 1聯(lián)合治療的效果。與在SPP1條件性敲除小鼠中的結(jié)果相似，在Hepa1 - 6荷瘤的免疫正常小鼠中，聯(lián)合使用抗SPP1和抗 PD - 1治療誘導(dǎo)了腫瘤生長的減少，與單獨(dú)使用每種治療相比顯著提高了反應(yīng)率（圖6F）�？筍PP1和抗PD - 1聯(lián)合治療也顯著增加了腫瘤區(qū)域Granzyme B+ CD8+ T細(xì)胞的數(shù)量（圖6G-H）
結(jié)語
本研究中，作者通過整合單細(xì)胞和空間多組學(xué)數(shù)據(jù)，以確定和表征HCC TME中與免疫治療療效相關(guān)的TIB結(jié)構(gòu)，揭示SPP1+巨噬細(xì)胞是一種潛在的HCC臨床治療靶點(diǎn)。阻斷該靶點(diǎn)會破壞TIB結(jié)構(gòu)，使HCC對免疫治療敏感。這些結(jié)果為尋找更有效的 HCC 療法提供了一個關(guān)鍵步驟，為HCC患者的精準(zhǔn)醫(yī)療提供了新的思路。
參考文獻(xiàn)：
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