《Research》：Repurposed Acarbose Targets Nidogen-1 to Remodel the Tumor Stroma and Suppress Portal Vein Tumor Thrombus in Hepatocellular Carcinoma
編輯推薦：
本研究針對肝細胞癌(HCC)致死性并發癥門靜脈癌栓(PVTT)微環境認知不足與治療困難的挑戰，綜合運用nCounter、單細胞RNA測序(scRNA-seq)、數字空間轉錄組(DSP)及蛋白質組學等多組學技術，首次構建了PVTT微環境的免疫-基質空間圖譜，揭示了巨噬細胞-肌成纖維細胞轉分化(MMT)驅動的免疫排斥微環境及Nidogen-1(NID1)在其中扮演的關鍵角色。研究人員將FDA批準藥物阿卡波糖進行老藥新用，發現其可靶向抑制NID1軸，在臨床前模型中破壞癌相關成纖維細胞(myCAFs)介導的免疫屏障并抑制PVTT進展，并與抗PD-1療法產生協同效應。一項針對810例HCC患者的臨床隊列分析進一步支持了阿卡波糖與較低的PVTT發生率相關。該研究不僅闡明了PVTT形成的新機制，更為這一致命并發癥提供了即時的、可臨床轉化的治療策略。
肝細胞癌是全球癌癥相關死亡的主要原因之一，而其最兇險的“奪命幫兇”之一便是門靜脈癌栓。當腫瘤細胞脫落、侵入并沿著門靜脈這一肝臟的重要供血血管肆意生長時，就會形成門靜脈癌栓。這不僅會嚴重損害肝功能，更極大地限制了手術等根治性治療的機會，導致患者預后極差，中位生存期通常不足三個月。盡管以免疫檢查點抑制劑為代表的系統性治療帶來了希望，但門靜脈癌栓對其反應不佳，治療仍是巨大挑戰。究其根源，在于我們對這個生長在血管內的“異形”腫瘤的“內部世界”——其獨特的分子特征和免疫微環境——知之甚少。
為了揭開這個致命“血栓”的神秘面紗，一支研究團隊展開了一項雄心勃勃的探索。他們整合了來自47名患者的99份樣本，運用包括nCounter基因表達譜、單細胞RNA測序、數字空間轉錄組以及蛋白質組學在內的多組學武器，首次精細描繪了門靜脈癌栓微環境的“空間地圖”。這項研究成果近期發表于《Research》期刊。
研究人員主要采用了以下幾項關鍵技術方法：一是多中心臨床隊列研究，分析了來自兩家醫院的810例肝細胞癌患者的臨床數據以及一個包含26個樣本的獨立血漿蛋白質組學隊列；二是多組學空間分析，包括利用NanoString nCounter IO 360面板對27個腫瘤樣本進行批量轉錄組分析，對14名患者的54個感興趣區域(ROIs)進行NanoString GeoMx數字空間全轉錄組(DSP)空間轉錄組學分析，以及對內部隊列和公共數據集進行單細胞RNA測序和細胞通訊分析；三是功能驗證，包括分子對接虛擬篩選、表面等離子共振驗證藥物靶點結合、利用細胞共培養和多個小鼠模型（皮下荷瘤、脾臟注射肝轉移模型和原位肝植入模型）進行的體內外功能實驗。
研究結果
HCC合并PVTT患者預后差
研究人員首先分析了一個包含810名HCC患者的大型臨床隊列，發現伴有PVTT的患者（179例）比無PVTT者（117例）中位總生存期顯著縮短（16.27個月 vs. 26.33個月）。在接受一線靶向和免疫治療的患者亞組中，無PVTT患者的客觀緩解率和疾病控制率更高。這證實了PVTT是HCC預后不良且對當前免疫療法反應有限的關鍵因素。
空間轉錄組學全面描繪HCC合并PVTT的腫瘤微環境
為深入探究機制，研究者對匹配的癌旁、原發灶和PVTT組織進行了全面的空間轉錄組學分析。分析揭示了PVTT內部高度的腫瘤異質性。與原發灶（HCC-P）相比，PVTT樣本表現出更強的免疫抑制特征，包括B細胞、T/NK細胞、M1巨噬細胞和中性粒細胞信號減弱，而癌相關成纖維細胞信號增強。這種空間上的免疫排斥格局，可能為PVTT的治療抵抗提供了環境基礎。
肌成纖維樣癌相關成纖維細胞主導PVTT基質并塑造免疫抑制屏障
深入分析發現，PVTT及其原發灶的基質區域中，肌成纖維樣癌相關成纖維細胞(myCAFs)高度富集，且它們主要富集在免疫排斥的基質區域，而非腫瘤富集區域。這些myCAFs與細胞粘附、整合素信號傳導和增殖調控等過程密切相關，提示它們在重塑細胞外基質和構建抑制性屏障中扮演核心角色。
巨噬細胞-肌成纖維細胞轉分化誘導原發性腫瘤中myCAF形成并建立免疫屏障
那么，PVTT中這些關鍵的myCAFs從何而來？研究通過多重免疫熒光等技術發現，在PVTT患者的原發性腫瘤組織中，存在同時表達巨噬細胞標記CD68和肌成纖維細胞標記α-SMA和TAGLN的細胞，即發生了巨噬細胞-肌成纖維細胞轉分化的細胞。這些MMT細胞在基質中密度更高，且更靠近腫瘤細胞。單細胞軌跡分析進一步證實，SPP1+巨噬細胞是分化起點，而myCAFs是終點，明確了MMT是PVTT微環境中myCAF的主要來源。
NID1是促進PVTT形成的關鍵分子，可作為治療靶點
為了找到驅動這一過程的關鍵因子，研究人員整合了多個層面的差異表達分析，發現基質蛋白Nidogen-1在PVTT的基質中表達最高，尤其是在myCAFs中。血漿蛋白質組學分析也發現，伴有PVTT的HCC患者血漿中NID1等蛋白水平顯著改變。蛋白互作網絡分析顯示，NID1與多個與腫瘤進展相關的分子直接或間接相連，表明其可能是介導免疫抑制微環境和PVTT形成的關鍵樞紐。
阿卡波糖靶向NID1并抑制PVTT形成
基于NID1的重要性，研究團隊通過虛擬篩選和分子對接，從化合物庫中尋找潛在的NID1抑制劑。結果顯示，一種已上市藥物——阿卡波糖（一種用于控制餐后血糖的α-葡萄糖苷酶抑制劑）與NID1蛋白具有很高的結合親和力。表面等離子共振實驗證實了二者的直接結合。體外實驗表明，阿卡波糖可以抑制由高表達NID1的肝癌細胞條件培養基所誘導的巨噬細胞向肌成纖維細胞轉分化。更重要的是，在脾臟注射構建的肝轉移小鼠模型中，阿卡波糖單獨治療即可顯著抑制腫瘤生長和PVTT形成，降低肝臟中NID1表達、CD68+巨噬細胞浸潤和α-SMA表達。當與抗PD-1抗體聯合使用時，產生了更強的協同抑制效果。
阿卡波糖作為HCC合并PVTT的潛在臨床治療選擇
為了在臨床層面驗證阿卡波糖的潛力，研究者回顧性分析了810名HCC患者的真實世界數據。結果顯示，在合并PVTT的241名患者中，僅有8名糖尿病患者使用了阿卡波糖；而在無PVTT的569名患者中，有39名糖尿病患者使用阿卡波糖。這表明使用阿卡波糖的HCC患者發生PVTT的比例顯著更低。此外，通過具體病例的影像學和多重免疫熒光分析，發現使用阿卡波糖控制血糖的HCC患者，其腫瘤組織中NID1、α-SMA及MMT相關標記的表達水平均低于未使用阿卡波糖的PVTT患者。
結論與討論
本研究通過多組學方法系統描繪了HCC合并PVTT的腫瘤基質特征，揭示了其獨特的空間轉錄組學特征和區域異質性。研究發現，MMT是產生免疫抑制性myCAF的重要來源，而基質蛋白NID1是這一過程的關鍵驅動分子，共同構建了PVTT中的免疫排斥微環境。基于此，研究將已獲批的藥物阿卡波糖重新定位為NID1抑制劑，并在臨床前模型中證實，阿卡波糖能夠破壞myCAF介導的免疫屏障，促進T細胞浸潤，有效抑制PVTT進展，并與抗PD-1療法產生協同增效作用。回顧性臨床數據分析也支持阿卡波糖使用與較低的PVTT發生率相關。
該研究的重要意義在于，它不僅首次提供了PVTT微環境的高分辨率“空間地圖”，深刻闡釋了其形成和免疫逃逸的新機制——即MMT驅動的NID1高表達重塑了免疫抑制基質，更重要的是，它發現并驗證了阿卡波糖這一“老藥”靶向NID1、協同免疫治療的“新用途”。相較于開發全新藥物，利用阿卡波糖進行“老藥新用”具有成本低、安全性已知、可快速臨床轉化的巨大優勢。這為治療PVTT這一臨床難題提供了一種立即可行的、頗具前景的治療策略，也為通過靶向腫瘤基質來增強免疫療法效果的策略提供了新的思路和范例。未來的前瞻性臨床試驗將有望進一步驗證這一策略的療效，為改善晚期HCC患者的預后帶來新的希望。
