多組學分析揭示了膽酸介導的免疫抑制作用,該作用由肝細胞癌腫瘤周圍的導管反應所驅動
《Cancer Letters》:Multi-omics profiling reveals cholic acid-mediated immunosuppression driven by peritumoral ductular reactions in hepatocellular carcinoma
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時間:2026年03月03日
來源:Cancer Letters 10.1
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肝癌周圍導管反應通過膽酸/NR1H4通路調控免疫微環境,其動態評分可作為預后標志物并協同PD1免疫治療抑制腫瘤生長。
徐倩慧|陳航|王剛剛|王曉東|施杰毅|程一飛|徐亞楠|馬賽楠|郭思琪|劉希陽|高強|宋國和
中國上海復旦大學上海傳染病與生物安全研究所
摘要
肝細胞癌仍是全球癌癥死亡的主要原因之一,腫瘤周圍微環境的相互作用在疾病進展中起著關鍵作用。這項多組學研究利用人工智能-病理學、單核多組學、空間轉錄組學和代謝組學技術來表征腫瘤周圍的導管反應。導管反應評分強烈預示著不良臨床結果,并與肝硬化程度相關。我們發現了三種功能不同的膽管細胞亞群,其中Small_duct_type_Cho亞群表現出強烈的成纖維細胞相互作用,促進了間質重塑。代謝組學分析顯示腫瘤邊緣膽酸富集,膽酸通過NR1H4依賴的PD1上調途徑誘導CD8+ T細胞功能障礙。重要的是,在小鼠模型中,NR1H4抑制劑與抗PD1療法聯合使用顯著抑制了腫瘤生長。這些結果表明導管反應既是預后生物標志物,也是治療靶點,抑制膽酸/NR1H4通路為肝細胞癌患者提供了一種有前景的免疫治療策略。
引言
肝細胞癌(HCC)占所有肝癌的90%,其全球健康負擔日益加重,發病率持續上升1, 2。由于發病隱匿且風險因素普遍,HCC通常在晚期才被診斷出來,此時已無法進行手術3, 4。隨著腫瘤的生長和侵襲,它們與正常組織中的多種細胞類型發生復雜相互作用5。遺憾的是,我們對這些細胞間相互作用如何促進HCC侵襲和進展的理解仍然有限。鑒于此,迫切需要深入研究HCC侵襲和進展的機制,以發現新的、可靠的治療靶點。
腫瘤進展被認為是由腫瘤細胞與正常-腫瘤界面間基質中的多種細胞類型相互作用所導致的復雜過程6, 7。盡管基質本身具有抑制腫瘤的特性,但癌細胞可以重塑相鄰基質,創造出有利于腫瘤生長的微環境8, 9。研究表明,HCC腫瘤可以在10毫米半徑范圍內直接影響肝實質10。Gerber及其同事11在轉移性肝病變的腫瘤周圍區域發現了一個獨特的組織病理學三聯征,包括三個特征性表現:反應性膽管增生、門靜脈內中性粒細胞浸潤以及局部竇狀血管擴張。反應性導管細胞是導管反應(DR)的主要上皮成分,它們具有膽管/肝祖細胞的二重潛能,并在實質-間質界面形成結構不規則的結構12。這些病理激活的增殖細胞在肝損傷后出現,表現出類似膽管細胞的表型特征,同時保持分泌多種細胞因子和趨化因子的能力,從而調節微環境13。然而,HCC中腫瘤-正常界面處腫瘤周圍DR的存在及其具體機制仍不清楚。
本研究通過整合組織病理學、單核轉錄組學、染色質可及性和空間轉錄組學數據,對HCC腫瘤周圍的導管反應生態系統進行了全面的多組學分析。我們在腫瘤-正常界面識別出三種分子上不同的膽管細胞亞群:類干細胞型、類肝細胞型和小導管型膽管細胞,其中小導管亞群通過mCAF信號通路表現出活躍的間質相互作用。腫瘤-正常界面表現出特征性的代謝紊亂,包括肝細胞膽汁淤積和區域性代謝紊亂,膽酸(CA)成為微環境重塑的核心介質。從機制上講,CA通過激活NR1H4受體上調CD8+ T細胞中的PD1表達,從而形成免疫抑制性微環境;這一途徑可以通過NR1H4抑制劑進行干預,以提高抗PD1免疫療法的效果。這些發現共同證實了DR既是與肝硬化進展密切相關的臨床預后指標,也是HCC治療中新組合療法的有希望的目標。
章節摘錄
腫瘤周圍的導管反應是HCC的危險預后指標
我們首先對76份HCC組織切片進行了CK19免疫組化染色,以特異性標記腫瘤周圍的導管反應(圖1A,補充圖S1A)。隨后,我們使用人工智能輔助的圖像分析系統(14)定量分析了反應性增生的膽管細胞,并據此建立了一個膽管細胞評分系統來量化這些病理特征。定量分析揭示了其獨特的空間分布
討論
腫瘤與腫瘤周圍細胞之間的相互作用在腫瘤發生、進展和轉移過程中起著關鍵作用22, 23, 24。在HCC中,腫瘤周圍基質不僅含有浸潤的免疫細胞和激活的星形細胞,還富含反應性增生的導管細胞,即所謂的腫瘤周圍導管反應25, 26。因此,闡明腫瘤-正常界面微環境中腫瘤周圍導管反應的生物學作用對于控制HCC至關重要
人類樣本
本研究使用的人體樣本均獲得了復旦大學中山醫院倫理委員會的批準(B2021-065R)。每位受試者均簽署了使用腫瘤樣本的知情同意書。
導管反應的病理組學特征分析與量化
本研究分析了807名HCC患者的病理組學數據(其中711名來自Shi的研究隊列(14),96名來自Gao的研究隊列(15))。兩位資深病理學家對全切片圖像中的腫瘤區、正常肝組織和導管反應區進行了標注,并由第三位專家進行了驗證
CRediT作者貢獻聲明
高強:撰寫 – 審稿與編輯,數據管理,概念構思。宋國和:撰寫 – 審稿與編輯,監督,數據管理,概念構思。郭思琪:方法學研究。劉希陽:方法學研究。王剛剛:研究工作,數據管理。王曉東:方法學研究,研究工作。徐倩慧:撰寫 – 初稿撰寫,研究工作,正式分析,概念構思。陳航:研究工作,數據管理。徐亞楠:項目管理工作。馬賽楠:研究工作。施杰毅:
倫理批準
所有動物實驗和程序均獲得了復旦大學中山醫院動物護理委員會的批準,并按照其指南進行。
利益沖突聲明
作者聲明沒有已知的財務利益或個人關系可能影響本文的研究結果。
數據和材料的可用性
我們的分析使用了來自先前發表研究的可公開獲取的數據集,包括兩個獨立隊列(Gao等人(15)和Shi等人(14)的病理組學數據,以及Cheng等人(CNP0004214)(16)的多組學數據(包括snRNA-seq、snATAC-seq和Stereo-seq)。所有計算分析均使用已發布的軟件工具和流程完成,具體細節在方法部分有詳細描述。值得注意的是,本研究未開發任何新的分析方法資助
本項目得到了國家自然科學基金(82203643)的支持。
利益沖突聲明
作者聲明沒有已知的財務利益或個人關系可能影響本文的研究結果。致謝
本項目得到了國家自然科學基金(82203643)的支持。
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