腹膜常驻巨噬细胞:腹膜转移结直肠癌免疫抑制微环境的 “幕后推手” 及潜在治疗新靶点

《Nature Communications》:

【字体: 时间:2025年04月18日 来源:Nature Communications

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  为解决腹膜转移结直肠癌(PM-CRC)患者预后差及免疫治疗耐药问题,研究人员开展了关于腹膜免疫系统(PerIS)的研究。结果发现 PerIS 含大量免疫抑制性腹膜常驻巨噬细胞(PRMs),靶向 PRMs 可改善预后。这为 PM-CRC 治疗提供新策略。

  在癌症的 “战场” 上,腹膜转移结直肠癌(PM-CRC)堪称 “顽强的敌人”,给患者带来了沉重的负担。目前,PM-CRC 患者的预后相当糟糕,中位总生存期不足 12 个月,仅少数患者可接受细胞减灭术(CRS)联合腹腔热灌注化疗(HIPEC),但复发率高且并发症多。免疫检查点阻断(ICB)疗法虽在部分癌症治疗中成果斐然,可在 PM-CRC 面前却常常 “碰壁”,即便在微卫星不稳定(MSI)的结直肠癌中也效果不佳,这背后的原因一直困扰着科研人员。
为了攻克这一难题,来自阿姆斯特丹 UMC、阿姆斯特丹大学等多个国外研究机构的研究人员踏上了探索之旅。他们聚焦于腹膜免疫系统(PerIS),试图揭开 PM-CRC 预后差和免疫治疗耐药的神秘面纱。最终,他们的研究成果发表在《Nature Communications》上,为 PM-CRC 的治疗带来了新的曙光。

研究人员主要运用了单细胞转录组和表位测序(CITE-seq)、单细胞 RNA 测序(scRNA-seq)技术,对 18 例患者(包括健康对照、PM-CRC 患者)的腹膜液(PF)免疫细胞以及 8 例患者的腹膜转移瘤进行研究,部分实验还构建了小鼠模型进行验证。

研究结果如下:

  1. 腹膜免疫系统的特征:通过 CITE-seq 技术对健康对照者的腹膜免疫系统进行全面分析,发现与外周血单个核细胞(PBMCs)相比,PerIS 中 T 和 B 细胞较少,髓样细胞比例较大。其中,单核细胞 - 巨噬细胞是 PerIS 中最丰富的免疫细胞,约占所有免疫细胞的 30%。进一步细分发现,PerIS 中存在多种巨噬细胞亚群,如腹膜单核细胞样腔巨噬细胞(mono-CMs)、C1Q+腔巨噬细胞(C1Q+ CMs)和 SPP1+ CMs 等。这些巨噬细胞具有免疫抑制特性,与肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)特征相似,且 SPP1+巨噬细胞在正常结肠和肝组织中未被检测到。
  2. PRMs 塑造免疫抑制微环境:在 PM-CRC 患者中,PRMs 依然保持着免疫抑制的 “本性”。scRNA-seq 分析显示,与健康对照相比,PM-CRC 患者的 PRMs 中抗炎细胞因子 VEGFA 和 IL10 表达显著升高,而参与抗原呈递的基因表达降低。KEGG 通路分析也证实了 PM-CRC 巨噬细胞中抗原加工和呈递、细胞因子 - 细胞因子受体相互作用通路的减少。此外,PM-CRC 患者 PF 中 IL10、VEGFA 等免疫抑制性细胞因子的蛋白水平也显著增加,且与腹膜癌指数(PCI)评分呈正相关,这表明 PRMs 在 PM-CRC 中营造了一个高度免疫抑制的肿瘤微环境。
  3. PRMs 浸润腹膜转移瘤:研究人员对 PM-CRC 患者的 PF 和匹配的腹膜转移瘤进行分析,发现腹膜转移瘤中存在与 PF 相似的巨噬细胞亚群,其中 SPP1+ CMs 是腹膜转移瘤肿瘤免疫微环境(TIME)中最丰富的巨噬细胞。通过体内小鼠巨噬细胞标记实验证实,PRMs 可从 PF 浸润到腹膜转移瘤中,且 PM 来源的巨噬细胞与 PF 来源的巨噬细胞在转录上更为相似,这表明 PRMs 积极参与了腹膜转移瘤的形成。
  4. PRMs 对腹膜转移 TIME 的影响:研究发现,PRMs 被招募到 PM 的过程与多种巨噬细胞受体及其配体有关,如 CCR1、CCR5、CSF1R、CXCR3 等受体以及 CCL3、CSF - 1、CXCL9 等配体。在 PM 中,巨噬细胞具有与 PF 相似的转录 TAM 特征,主要表现为脂质相关和调节样 TAMs,且具有较强的免疫抑制表型。此外,与原发性结直肠癌和肝转移相比,PM 中免疫抑制性巨噬细胞基因集评分显著更高,这表明 PM 具有独特的免疫微环境,由大量免疫抑制性巨噬细胞浸润所塑造。
  5. 联合治疗改善小鼠生存:基于 PRMs 在 PM-CRC 中的重要作用,研究人员在小鼠模型中进行了治疗实验。他们使用抗 CSF1R 抗体耗尽腹膜巨噬细胞,并联合抗 PD1 激活抗肿瘤 T 细胞。结果显示,联合治疗有效减少了肿瘤负担,增加了肿瘤内活化的 FSChigh CD8+ T 细胞数量,显著提高了小鼠的生存率,部分小鼠甚至实现了完全缓解。这表明巨噬细胞耗竭疗法联合免疫检查点阻断是 PM-CRC 的有效治疗策略。

研究结论和讨论部分指出,PerIS 是一个独特的免疫微环境,富含免疫抑制性的常驻巨噬细胞。在正常情况下,这可能是机体应对如腹膜炎等情况的一种保护机制,但在腹膜转移癌中,却被癌细胞 “利用”,成为促进肿瘤生长的帮凶。PRMs 不仅在健康状态下具有免疫抑制特性,在 PM-CRC 中更是通过多种机制营造免疫抑制微环境,影响肿瘤的发展和治疗效果。而靶向 PRMs 为治疗腹膜转移癌提供了一个极具潜力的方向,有望改善患者的预后。不过,目前使用抗 CSF1R 抗体可能会耗尽所有巨噬细胞,包括具有抗肿瘤作用的巨噬细胞。未来,如何选择性地靶向抗炎性 PRMs,例如通过代谢重编程等方法,将是研究的重点方向之一。此外,尽管临床前小鼠模型取得了较好的结果,但将这些发现转化为临床应用仍需进一步研究和验证。总体而言,这项研究为理解 PM-CRC 的免疫微环境提供了重要依据,为开发新的治疗策略奠定了坚实基础,对推动 PM-CRC 的治疗进展具有重要意义。
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