结直肠癌微环境中C1QC+巨噬细胞-CD4+T细胞空间互作机制揭示免疫治疗响应新靶点

本研究针对结直肠癌（CRC）免疫治疗响应率低的临床难题，通过整合空间多组学（IMC、空间转录组等）与单细胞测序技术，首次揭示了C1QC+组织驻留巨噬细胞（RTMs）与CD4+T细胞的空间共定位特征及其通过MHC-II分子介导的抗原呈递机制，同时发现癌症相关成纤维细胞（CAFs）的物理屏障作用是免疫治疗耐药的关键因素。该研究为CRC免疫治疗分层提供了新型生物标志物，发表于《Cell Discovery》。

　　

研究背景与意义
结直肠癌（CRC）作为全球第三大高发癌症，其转移性病例（mCRC）的五年生存率仅为14%。尽管免疫检查点抑制剂（ICIs）革新了癌症治疗格局，但微卫星稳定型（MSS）CRC患者响应率不足20%，甚至微卫星不稳定型（MSI）患者也有半数无应答。这种"免疫治疗悖论"背后，肿瘤微环境（TME）的空间拓扑结构如何调控免疫应答，成为亟待破解的黑箱。

研究设计与技术方法
浙江大学附属第一医院团队联合多中心，对25例接受免疫治疗的mCRC患者（含MSS/MSI亚型）开展多维度研究：1）成像质谱流式（IMC）构建单细胞空间图谱（314,774个细胞）；2）空间转录组（9例）和空间蛋白质组（50个ROI）解析分子互作；3）单细胞RNA测序（scRNA-seq，27例）验证功能通路；4）CRISPR全基因组筛选鉴定C1QC⁺巨噬细胞调控靶点。外部队列（114例蛋白质组）用于验证。

主要研究结果

1. 免疫治疗响应者的空间免疫特征
通过IMC分析发现，响应者（无论MSI/MSS）的TME中C1QC⁺RTMs显著富集（Ro/e>1），其与CD4⁺T细胞的平均距离较非响应者缩短40%（P<0.0001）。ResNet18深度学习模型确认DNA、αSMA和C1QC为关键判别特征。

2. 成纤维细胞的空间屏障效应
非响应者中，CAFs通过物理阻隔（屏障评分增加3倍）破坏C1QC⁺RTMs-CD4⁺T细胞互作。生存分析显示，CAFs与CD4⁺T细胞距离每增加10μm，死亡风险上升1.7倍（HR=1.69）。

3. MHC-II介导的抗原呈递机制
scRNA-seq显示响应者的C1QC⁺RTMs高表达HLA-DR家族基因（如HLA-DQA1），其与CD40LG⁺CD4⁺T细胞的配体-受体对（如HLA-DRB5-CD4）激活率提升2.5倍。空间蛋白质组验证C1QC⁺RTMs评分与MHC-II信号强度显著正相关（R=0.54）。

4. 全基因组筛选发现关键调控靶点
CRISPR筛选鉴定ESRRA（雌激素相关受体α）为MHC-II表达负调控因子。敲除ESRRA的THP-1细胞MHC-II表达量增加3倍（P<0.01），提示其可作为增敏靶点。

结论与展望
该研究首次绘制了CRC免疫治疗响应的空间生态图谱，阐明C1QC⁺RTMs-CD4⁺T细胞互作是跨MSI/MSS亚型的共性机制，而CAFs的空间阻隔构成耐药屏障。临床转化方面：1）C1QC⁺RTMs评分可预测18种癌症的免疫治疗响应（AUC=0.82）；2）靶向ESRRA或CAFs的联合策略有望突破现有疗效瓶颈。研究为开发空间生物学指导的个体化免疫治疗奠定基础。