单细胞转录组+空转揭示HCC微环境中肿瘤免疫屏障决定了免疫治疗的疗效

本文使用多组学方法鉴定了肿瘤免疫屏障(TIB)的空间结构，TIB是由SPP1⁺巨噬细胞和CAFs在HCC微环境中的相互作用形成的，并通过限制免疫细胞浸润到恶性区域来促进免疫治疗的疗效。在临床前，发现在小鼠中阻断SPP1或巨噬细胞特异性缺失SPP1可以破坏TIB结构，并使HCC细胞对免疫治疗敏感。

本文应用空间转录组学(5例PD-1治疗HCC患者无响应，3例有响应，3例正常)、单细胞RNA测序（6例治疗无响应患者样本）和多重免疫荧光技术，揭示了肿瘤免疫屏障(TIB)结构，这是一个由位于肿瘤边界附近SPP1⁺巨噬细胞和癌症相关成纤维细胞(CAFs)组成的空间龛，与免疫检查点封锁(ICB)治疗的疗效有关。此外，还解剖了恶性细胞、SPP1⁺巨噬细胞和CAFs之间的配体-受体网络，即低氧微环境促进SPP1表达，SPP1⁺巨噬细胞与CAFs相互作用，刺激细胞外基质重塑，促进TIB结构形成，从而限制免疫在肿瘤核心的浸润。最后，文章设置了小鼠模型实验，SPP1的阻断或巨噬细胞特异性SPP1的缺失导致抗pd -1治疗小鼠肝癌的疗效增强，同时伴有CAF浸润减少和细胞毒性T细胞浸润增加。因此，SPP1可能作为一种有价值的生物标志物，用于预测需要免疫治疗的HCC患者的预后，并且靶向SPP1进一步使HCC对免疫检查点抑制剂敏感。

迄今为止，还没有对免疫细胞在抵抗类风湿性关节炎（RA）治疗中起关键作用的全面研究。

本文对外周血免疫细胞亚群进行了大规模转录组分析，以确定在治疗中起抵抗作用的免疫细胞。在开始接受新疗法之前，分离了55名需要添加新治疗的RA患者和39名健康对照的18个外周血免疫细胞亚群，进行了RNA测序。在治疗开始后6个月，对55名患者中的20名进行了第二次RNA-seq分析（其中20名患者中，15名患者接受了阿巴西普（ABT）治疗和5名接受了tocilizumab（TCZ）治疗），以系统描述RA中转录组的变化和治疗效果。评估了免疫细胞基因模块与治疗耐药性之间的关联（PCA+差异基因分析+GSEA+WGCNA）。使用定量PCR（qPCR）和流式细胞仪分析验证了确定的治疗耐药参数的预测值。还通过滑膜单细胞RNA测序分析对鉴定的人群进行了表征。RA患者的免疫细胞特征是干扰素和IL6-JAK-STAT3信号增强，治疗后显示部分正常化。浆细胞样树突状细胞（pDC）的基因表达模块反映了树突状细胞前体（pre-DC）的扩增，显示出与治疗耐药性的最强关联。I型干扰素信号与前DC基因表达呈负相关。独立队列中的qPCR和流式细胞仪分析证实，在治疗耐药患者中，治疗前DC相关基因的表达和前DC的比例显著高于治疗前。一组滑膜DC表现出DC前和炎症前的传统DC2s特征。外周血前DC的增加预示着RA治疗的耐药性。前DC可能与RA治疗反应具有病理生理相关性。

胃印戒细胞癌 (GSRCC)是胃癌的一种特殊亚型，因其分化程度低，伴有易转移、易复发，并且对化疗、免疫治疗不敏感等特点，导致GSRCC临床难治性的原因目前尚无定论，其独有的肿瘤细胞特征是否导致特异性肿瘤免疫微环境产生，进而影响肿瘤进展与临床预后，尚不清楚。

因此，在本文中研究者收集了20例胃癌患者的组织，流式分选肿瘤组织和癌旁组织中浸润的CD45⁺细胞，进行单细胞转录组及免疫组库测序，发现在胃部免疫微环境中，T、B细胞是主要的免疫细胞类型，而T细胞的各种亚型最多并且变化最为显著，研究者挑选针对T细胞的蛋白panel，利用CyTOF进行了单细胞蛋白检测，与单细胞转录组联合分析发现胃癌组织内比癌旁浸润了更多的耗竭性CD8⁺T（CD8-Tex）细胞以及免疫抑制的调节性T（Treg）细胞。而在GSRCC中这两种细胞占浸润免疫细胞的比例显著降低，这与GSRCC预后差的临床现象似乎是矛盾的，因此研究人员首先分析了GSRCC与non-GSRCC中CD8-Tex细胞在基因表达上的差异，发现在GSRCC中，活性与效应相关基因显著下调，另外PDCD1、CTLA4、TIGIT等抑制性免疫检查点分子的表达量也显著降低，提示了免疫检查点阻断疗法并不适用于GSRCCC。TCR和BCR分析表明，在GSRCCC中克隆扩增受到抑制，B细胞对肿瘤抗原亲和性的降低，并且分化为浆细胞的能力受到抑制，为了进一步了解其中的原因，研究者通过细胞互作分析，发现在GSRCC中，细胞间互作的数量与强度都显著降低，而发起细胞通讯的亚群主要为Treg、Th17和CD8-Tex，这部分细胞共同给出的分泌型信号主要为趋化因子CXCL13。CXCL13又被称为B淋巴细胞趋化因子，可充分介导B细胞的招募与成熟，在对Kim ST团队发表的接受ICB治疗胃癌患者的相关数据进行分析，也证实了CXCL13高表达与ICB治疗的高反应性具有较强的正相关性。CXCL13 是三级淋巴结构（TLSs）形成的关键性因素，因此研究者在组织层面进行验证，也发现在non-GSRCC中存在大量由T、B细胞组成的TLSs，并且其中的CD4⁺、CD8⁺T细胞均表达CXCL13，而在GSRCC中几乎没有观察到免疫细胞聚集灶，TLS的存在为不同免疫亚群间的通讯互作提供了适宜的环境，与极强的抗肿瘤免疫应答活性有关，因此这个结果也再次证实了GSRCC免疫治疗应答率低，预后差的原因。基于这个结果，研究人员指出在对胃癌患者制定治疗方案时，可将CXCL13作为患者分层标准之一，高表达CXCL13的胃癌患者和低表达的CXCL13的胃癌患者应分别采取传统化疗联合免疫疗法和提升肿瘤相关CD8-Tex细胞表达CXCL13的能力的治疗方法进行治疗。总之该研究解析了胃癌免疫微环境得异质性，并发现趋化因子CXCL13是影响免疫治疗效果的关键分子，为难治性胃癌的治疗提供更好的治疗策略。

自然杀伤(NK)细胞是聚集在肿瘤微环境中的细胞毒性淋巴细胞，通常被认为具有抗肿瘤作用。通过对多个三阴性乳腺癌(TNBC)和基础肿瘤样本进行单细胞RNA测序和功能分析，研究者观察到一个独特的Socs3highCD11b−CD27−未成熟NK细胞亚簇，仅存在于TNBC样本中。这些肿瘤浸润NK细胞表达减少的细胞毒性颗粒酶标记，在小鼠中，负责通过Wnt信号通路激活癌症干细胞。NK细胞介导的这些癌症干细胞的激活随后促进了小鼠的肿瘤进展，而LGK-974从NK细胞中消耗NK细胞或Wnt配体分泌减少了肿瘤进展。此外，NK细胞衰竭或抑制其功能可以改善TNBC小鼠的抗程序性细胞死亡配体1 (PD-L1)抗体或化疗反应。此外，来自TNBC和非TNBC患者的肿瘤样本显示，TNBC肿瘤中存在CD56 bright NK细胞数量的增加，并与TNBC患者较差的总生存率相关。总之，他们的研究发现了一种原生NK细胞群，可以用于诊断和治疗策略，以改善TNBC患者的预后。