编辑推荐:
免疫检查点抑制剂(ICI)疗法在早晚期结直肠癌(CRC)治疗中疗效差异显著。研究人员分析多种数据,探究肿瘤微环境(TME)和三级淋巴结构(TLS)的动态变化。结果揭示关键细胞亚群和 TLS 差异,为晚期 CRC 免疫治疗提供新思路。
在癌症治疗的领域中,免疫检查点抑制剂(ICI)疗法的出现,曾被视为癌症患者的新希望。它在结直肠癌(CRC)的治疗上,却出现了令人困惑的现象:同样是 ICI 疗法,在早期 CRC 患者身上疗效显著,能让不少患者的病情得到有效控制;但在晚期 CRC 患者中,效果却大打折扣,很多患者无法从中获益。这种差异背后的原因一直是医学研究的热点与难点。肿瘤微环境(TME)和三级淋巴结构(TLS)在肿瘤的发生、发展过程中起着关键作用,它们在早晚期 CRC 中的差异,极有可能是导致 ICI 疗法疗效不同的重要因素,可目前这方面的研究还不够深入,许多机制尚不明确。
为了解开这一谜团,山东大学附属山东省立医院以及中山大学附属第六医院等机构的研究人员开展了深入研究。他们的研究成果发表在《Cancer Immunology, Immunotherapy》杂志上,为我们理解 CRC 的免疫治疗提供了新的视角。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先是数据检索与预处理,从多个数据库获取结直肠癌患者的批量 RNA 测序(bulk RNA-seq)数据和单细胞 RNA 测序(scRNA-seq)数据,并进行严格筛选和处理。然后运用 scRNA-seq 数据分析技术,对细胞进行聚类、注释和功能评分。此外,还通过构建患者队列,进行免疫组化(IHC)评估、TLS 计数、多重荧光免疫组化(mfIHC)和蛋白质免疫印迹(Western blot)分析等实验,从多个层面探究早晚期 CRC 的差异。
研究结果如下:
- 早晚期 CRC 的单细胞免疫景观差异:整合分析 6 个 CRC 原发性肿瘤的单细胞 RNA 测序数据集,发现除髓系细胞和自然杀伤(NK)细胞外,早期和晚期 CRC 的肿瘤微环境中多种细胞类型的比例存在显著差异。早期 CRC 中 T 细胞和 B 细胞更为丰富,而晚期 CRC 中上皮细胞、成纤维细胞和内皮细胞比例更高。
- 晚期 CRC 免疫细胞功能变化:晚期 CRC 免疫细胞的细胞毒性评分降低,耗竭评分升高,免疫激活程度降低。同时,晚期 CRC 肿瘤中 CD4+和 CD8+T 细胞丰度较低,这在免疫组化验证中得到证实。
- CD4+Tfh 细胞在早期 CRC 中的关键作用:早期 CRC 的 CD4+Tfh 细胞与 CD4+GC Tfh 细胞具有相似的表型标记,功能上更倾向于免疫相关功能,如淋巴细胞激活、分化和免疫信号通路。生存分析表明,CD4+Tfh 细胞浸润与患者总生存期(OS)改善相关。
- CD8+Tex 细胞与 TLS 形成的关系:早期 CRC 中,CD8+Tex 细胞具有较高的效应功能,且其 CXCL13 表达显著高于晚期。CXCL13 可促进 B 细胞浸润和 TLS 形成,早期 CRC 的 TLS 密度更高。
- BGC 和 CD4+Tfh 细胞对 TLS 成熟的协同作用:早期 CRC 中 BGC 细胞显著增加,且与 CD4+Tfh 细胞相关性强。二者通过多种配体 - 受体对相互作用,促进 TLS 成熟。早期 CRC 中成熟 TLS 的比例更高,且与患者生存改善相关。
研究结论和讨论部分指出,早晚期 CRC 对 ICI 疗法的反应差异,与免疫细胞亚群和 TLS 状态的显著差异有关。这些差异反映了肿瘤进展过程中 TME 的动态变化,可能是影响 ICI 疗法疗效的关键因素。在早期 CRC 的侵袭边缘,活化的 CD8+Tex 细胞通过分泌趋化因子 CXCL13,促进了 CD4+Tfh 细胞和 BGC 细胞的空间积累,增强了 CD40 - CD40L 相互作用,进而促进了 TLS 中生发中心的形成和成熟;而晚期 CRC 中这一过程明显减弱,可能是导致其对 ICI 疗法反应不佳的原因之一 。
然而,该研究也存在一定局限性。例如,使用多个公开数据集可能引入批次效应,虽然在一定程度上减少了单一研究的抽样偏差,但仍需进一步优化。此外,CD4+Tfh 细胞和 BGC 细胞之间的 CD40 - CD40L 相互作用在晚期减弱的原因,还需要进一步的分子实验来阐明。而且,部分队列样本量有限,结论的普适性还有待提高。尽管如此,这项研究为理解 CRC 肿瘤进展过程中的免疫变化提供了全面的视角,为晚期 CRC 的免疫治疗开辟了新的研究方向,有望推动相关治疗策略的创新与发展。