Hepatology｜中山一院于君/李曉星團(tuán)隊利用空間單細(xì)胞蛋白組揭示肝細(xì)胞癌的免疫微環(huán)境肝細(xì)胞癌（HCC）是全球主要的癌癥死亡原因，其中非酒精性脂肪性肝炎（NASH）相關(guān)HCC的發(fā)病率在全球范圍內(nèi)上升。盡管免疫檢查點(diǎn)阻斷（ICB）已成為病毒相關(guān)HCC的標(biāo)準(zhǔn)治療并顯示出生存益處，但在NASH-HCC中，ICB治療的效果卻有限，甚至與不良效果和較差的生存率相關(guān)。因此，深入理解NASH-HCC獨(dú)特的腫瘤免疫微環(huán)境（TIME）對于開發(fā)新的治療策略至關(guān)重要。來自中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究院的研究人員在《Hepatology》發(fā)表的一項題為“SpatialProteomicsofImmuneMicroenvironmentinNonalcoholicSteatohepatitis-AssociatedHepatocellularCarcinoma”的研究，空間單細(xì)胞蛋白組技術(shù)，深入分析了NASH相關(guān)肝細(xì)胞癌（NASH-HCC）的腫瘤免疫微環(huán)境。1、組織空間單細(xì)胞蛋白組研究設(shè)計作者收集了16名NASH-HCC患者、6名HBV-HCC（乙型肝炎病毒相關(guān)肝細(xì)胞癌）患者、5名HCV-HCC（丙型肝炎病毒相關(guān)肝細(xì)胞癌）患者以及6名健康捐獻(xiàn)者的肝組織石蠟切片。每個切片選擇6個感興趣區(qū)域(ROI)，采用空間單細(xì)胞蛋白組技術(shù)IMC檢測了35個標(biāo)志物（圖1A）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與健康肝臟相比，HCC中免疫細(xì)胞發(fā)生顯著改變，NASH-HCC和病毒相關(guān)性HCC之間存在更細(xì)微的差異。具體的，與健康肝臟相比，HCC患者樣本中免疫細(xì)胞的浸潤程度顯著增加，免疫細(xì)胞群也更加多樣化(圖1F)，CD8+T細(xì)胞和CD4+T細(xì)胞是HCC中富集的主要免疫細(xì)胞(圖1G)。此外，與健康肝臟相比，HCC患者的Treg、NKT、MDSCs和TAM均明顯增加(圖1G）。圖1肝細(xì)胞癌空間單細(xì)胞蛋白組學(xué)2、NASH-HCC免疫細(xì)胞浸潤的空間異質(zhì)性為了揭示HCC中的腫瘤免疫微環(huán)境（TIME），作者重點(diǎn)研究了HCC患者不同區(qū)域的免疫細(xì)胞浸潤，包括腫瘤（T，tumor）、邊緣區(qū)和腫瘤周圍區(qū)域(P)。根據(jù)組織學(xué)評價進(jìn)一步將邊緣區(qū)分為非瘤區(qū)(NM)和腫瘤區(qū)(MT)(圖2A)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在NASH-HCC表現(xiàn)出免疫細(xì)胞浸潤的空間異質(zhì)性。特別是，CD8+T細(xì)胞在腫瘤周圍區(qū)域到腫瘤區(qū)域的浸潤呈現(xiàn)出持續(xù)且顯著的下降趨勢(圖2C）。而CD4+T細(xì)胞的比例在非瘤區(qū)(NM)中升高，但在腫瘤中（T）下降(圖2D）。免疫抑制細(xì)胞在腫瘤周圍區(qū)域更集中分布，并顯示出與腫瘤區(qū)域相比的下降趨勢。在NASH-HCC中，免疫細(xì)胞在非腫瘤區(qū)域的分布多于其他區(qū)域，而HBV-HCC和HCV-HCC在不同區(qū)域間均沒有明顯的空間異質(zhì)性。圖2NASH相關(guān)肝細(xì)胞癌的免疫細(xì)胞空間分布3、瘤內(nèi)免疫抑制細(xì)胞與T細(xì)胞存在空間位置關(guān)聯(lián)性作者研究了免疫細(xì)胞之間的空間位置關(guān)聯(lián)性。發(fā)現(xiàn)與非腫瘤組織相比，腫瘤區(qū)域免疫細(xì)胞之間的空間位置關(guān)聯(lián)性發(fā)生了明顯改變(圖3A)。CD4+T細(xì)胞和Treg細(xì)胞之間的細(xì)胞-細(xì)胞互作在所有亞型HCC的腫瘤中都增加。CD8+T細(xì)胞彼此間的互作從非腫瘤區(qū)域到腫瘤區(qū)域(MT，腫瘤)逐漸消失(圖3C)，取而代之的是CD8+T細(xì)胞與MDSCs之間的互作(圖3C)。同樣，MT和腫瘤中CD4+T和Treg細(xì)胞之間的距離比非腫瘤區(qū)域明顯縮短，同時CD4+T細(xì)胞之間失去了自我互作關(guān)系(圖3D)。這些結(jié)果表明，在NASH-HCC中，CD8+和CD4+T細(xì)胞與腫瘤內(nèi)免疫抑制細(xì)胞存在空間位置關(guān)聯(lián)性，與抗腫瘤反應(yīng)耐受一致。圖3NASH-HCC不同免疫細(xì)胞類型間物理連接的空間動力學(xué)4、免疫細(xì)胞之間的相互作用促進(jìn)TIME的形成通過整合空間和功能分析來剖析免疫細(xì)胞群之間的相互作用，發(fā)現(xiàn)在腫瘤周圍觀察到CD8+T細(xì)胞(圖5A)和CD4+T細(xì)胞(圖5B)與其他免疫細(xì)胞更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，反映了正常區(qū)域免疫細(xì)胞的多樣性更高。NASH-HCC的免疫抑制TIME主要由PD-1+CD8+T細(xì)胞與免疫抑制細(xì)胞（如MDSCs和TAMs）的相互作用決定，這些作用可能導(dǎo)致了NASH-HCC中觀察到的T細(xì)胞耗竭和免疫逃逸，從而形成了一個對免疫檢查點(diǎn)阻斷療法（ICB）具有抵抗性的免疫微環(huán)境。圖4CD8+T細(xì)胞不同亞群與免疫抑制免疫細(xì)胞之間相互作用的空間動力學(xué)5、免疫細(xì)胞（而非HCC細(xì)胞）是形成免疫抑制性TIME的主要因素最后探討了NASH-HCC中HCC細(xì)胞與免疫細(xì)胞之間的潛在相互作用。NASH-HCC中，免疫細(xì)胞（而不是HCC細(xì)胞）表達(dá)了免疫檢查點(diǎn)分子PD-1、PD-L1和ICOS（圖5A），意味著NASH-HCC的TIME中的免疫抑制主要由浸潤的免疫細(xì)胞介導(dǎo)。細(xì)胞互作分析也表明，NASH-HCC的HCC細(xì)胞與免疫細(xì)胞的連接較少，特別是與效應(yīng)T細(xì)胞的連接減少，而與免疫抑制細(xì)胞MDSCs和TAMs的連接較強(qiáng)（圖5B）。這些免疫抑制細(xì)胞與HCC細(xì)胞的緊密聯(lián)系可能是NASH-HCC中免疫抑制TIME維持的原因，它們可能為HCC細(xì)胞提供了對效應(yīng)T細(xì)胞的保護(hù)。圖5不同功能狀態(tài)下肝細(xì)胞/HCC細(xì)胞與免疫細(xì)胞相互作用的空間動力學(xué)。總結(jié)和討論本研究利用空間單細(xì)胞蛋白組技術(shù)深入分析了NASH-HCC的腫瘤免疫微環(huán)境(TIME)，揭示了免疫抑制性細(xì)胞MDSCs和TAMs在NASH-HCC中促進(jìn)T細(xì)胞耗竭和免疫逃逸的關(guān)鍵作用。這些發(fā)現(xiàn)闡明了NASH-HCC對免疫檢查點(diǎn)阻斷(ICB)療法反應(yīng)不佳的潛在機(jī)制，為開發(fā)新的免疫治療策略提供了思路。通過靶向MDSCs和TAMs，本研究為克服NASH-HCC中的ICB抗性指明了方向，對改善患者治療響應(yīng)和預(yù)后具有重大的臨床意義。空間多組學(xué)整合方案PhenoCycler-Fusion單細(xì)胞原位空間蛋白組學(xué)優(yōu)勢華盈生物PhenoCycler-Fusion單細(xì)胞原位空間蛋白組學(xué)技術(shù)資格證書華盈生物是美國AkoyaBioscience公司的PhenoCycler-Fusion空間單細(xì)胞蛋白組學(xué)技術(shù)認(rèn)證服務(wù)商，已經(jīng)被納入了該技術(shù)的全球CRO服務(wù)提供者體系。借助全球領(lǐng)先的PhenoCycler-Fusion空間單細(xì)胞蛋白組學(xué)技術(shù)平臺的建立，華盈生物將為中國客戶提供更具精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)特色的服務(wù)與合作，推動中國團(tuán)隊在空間生物學(xué)領(lǐng)域的研究水平，加快構(gòu)建符合中國人群的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)模式。相關(guān)文獻(xiàn)：LiM,WangL,CongL,WongCC,ZhangX,ChenH,ZengT,LiB,JiaX,HuoJ,HuangY,RenX,PengS,FuG,XuL,SungJJY,KuangM,LiX,YuJ.Spatialproteomicsofimmunemicroenvironmentinnonalcoholicsteatohepatitis-associatedhepatocellularcarcinoma.Hepatology.2024;79(3):560-574.相關(guān)閱讀1）CancerDiscovery|非小細(xì)胞肺癌的空間蛋白組學(xué)研究再添新篇章2)CancerCell|樊嘉院士/張力燁團(tuán)隊解析轉(zhuǎn)移性肝細(xì)胞癌的時空演變3）NatCommun｜直搗黃龍！空間單細(xì)胞組學(xué)發(fā)現(xiàn)外周血靶細(xì)胞亞群的組織落腳點(diǎn)4）NatGenet｜馬丁院士團(tuán)隊利用單細(xì)胞和空間多組學(xué)描繪宮頸鱗癌免疫微環(huán)境圖譜5）CancerCell|北大醫(yī)院李航/張寧/薛瑞棟團(tuán)隊揭示肢端黑色素瘤空間細(xì)胞互作關(guān)系6)Cell：如何升華你的單細(xì)胞數(shù)據(jù)——PCF空間單細(xì)胞蛋白組聯(lián)合scRNA-seq解析骨髓微環(huán)境7)Cell長文：