靶向巨噬细胞SPHK1重塑肿瘤微环境并增强结直肠癌肝转移抗PD-1免疫治疗疗效的机制研究

这篇研究揭示了肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）中鞘氨醇激酶1（SPHK1）通过S1P-S1PR2-NLRP3炎症小体-IL-1β轴促进结直肠癌肝转移（CRLM）免疫抑制微环境形成的关键机制。研究通过多组学分析和动物模型证实，SPHK1+ TAMs通过诱导CD8+ T细胞耗竭（高表达PD-1）和分泌IL-1β上调肿瘤细胞ADAM17表达，导致TAM募集和T细胞功能障碍。创新性发现SPHK1抑制剂联合抗PD-1治疗可显著抑制肝转移并延长生存期，为CRLM免疫治疗耐药提供了新的联合治疗策略。

　　

背景

结直肠癌肝转移（CRLM）具有高度免疫抑制性微环境，对免疫治疗反应差。研究发现肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）在CRLM中呈现显著异质性，而鞘氨醇激酶1（SPHK1）作为调控神经酰胺与S1P平衡的关键激酶，其在TAMs中的作用尚不明确。本研究旨在探索TAMs内源性SPHK1在CRLM免疫抑制微环境中的调控机制。

方法

通过免疫荧光和生物信息学分析评估TAMs中SPHK1表达水平，建立多种动物模型阐明SPHK1在肿瘤免疫重编程中的作用。采用流式细胞术、细胞因子检测和transwell实验研究SPHK1对细胞间通讯的影响，结合RNA测序、Western blot和qPCR探索SPHK1激活NLRP3炎症小体的分子机制。

结果

SPHK1⁺ TAMs在人类CRLM组织中显著富集，与免疫治疗疗效降低相关。机制上，SPHK1产生的S1P通过自分泌作用激活NF-κB和HIF-1α信号，促进NLRP3炎症小体组装和IL-1β释放。IL-1β通过旁分泌作用上调肿瘤细胞单核细胞趋化因子和ADAM17表达，形成正反馈循环：IL-1β→肿瘤细胞CCL2→TAM募集→更多IL-1β分泌。ADAM17通过剪切CD62L导致CD8⁺ T细胞功能障碍。临床数据显示SPHK1⁺ TAMs高浸润的CRC患者预后更差。

机制深化

S1P-S1PR2轴通过双重途径激活NLRP3炎症小体：1）NF-κB通路促进炎症小体组分转录；2）HIF-1α介导缺氧响应。单细胞测序证实NLRP3⁺ TAMs亚群高表达SPHK1和HIF-1α靶基因。体外实验显示IFN-γ可激活TAMs中ERK1/2-SPHK1磷酸化级联反应，形成CD8⁺ T细胞与TAMs的交叉调控。

治疗应用

在MC38和CT26肝转移模型中，SPHK1抑制剂PF543/SKII与抗PD-1联用显著抑制转移灶生长（肝重量减少62%），延长生存期（中位生存期从28天延长至45天）。三重疗法（放疗+抗PD-1+PF543）使肝转移灶完全消退率达40%，并减轻放疗相关肝损伤（ALT水平降低53%）。临床样本显示抗PD-1无应答者肿瘤中SPHK1⁺细胞密度是应答者的2.3倍。

讨论

该研究创新性揭示SPHK1⁺ TAMs通过代谢-免疫双重调控网络塑造CRLM免疫抑制微环境：1）S1P-S1PR2-NLRP3-IL-1β轴驱动TAM自我激活；2）IL-1β-ADAM17轴诱导T细胞耗竭。突破性地发现SPHK1抑制剂可解除肝脏对CD8⁺ T细胞的"虹吸效应"，为联合放疗提供理论依据。研究局限性包括未使用条件性基因敲除模型，且ADAM17下游调控网络需进一步解析。

结论

SPHK1-S1P信号轴是CRLM免疫逃逸的关键代谢检查点，靶向该通路可重塑肿瘤免疫微环境，其抑制剂与现有免疫治疗手段具有显著协同效应。SPHK1⁺ TAMs浸润水平可作为预测ICIs疗效的新型生物标志物。