《细胞发现》：分析近10万个细胞，复旦附属中山医院团队发现了肝癌免疫逃逸新机制!

来源：奇点糕 2023-03-27 11:21

该研究通过对HCC单细胞水平转录组的研究，发现了一种与免疫抑制性微环境相关的癌相关成纤维细胞亚群，并确定了其介导肿瘤细胞免疫逃避的机制。同时，该研究还提出了一种可有效提高HCC免疫抑制剂疗效的辅助治疗

肝细胞癌（HCC）作为全球第六大常见癌症类型，由于通常其确诊时间较晚，每年会导致近83万的死亡[1]。

针对晚期的治疗，当前主流手段包括多激酶抑制剂索拉菲尼、仑伐替尼等的使用。随着具有里程碑意义的IMbrave150临床试验结果的发表，检查点抑制剂正逐步改变晚期肝癌的治疗方式[2]。

但是与黑色素瘤、微卫星不稳定型肿瘤相比，肝癌对免疫检查点抑制剂响应率较低。因此，了解肝癌免疫疗法的耐药机制，以及开发针对肝癌更有效的免疫治疗策略，是当前肝癌治疗领域一大研究重点。

近日，由复旦大学附属中山医院史颖弘、樊嘉和刘卫仁领衔的研究团队，在著名期刊Cell Discovery上发表重要研究成果[3]。

他们发现，肝癌组织中的CD36+癌相关成纤维细胞（CAFs），可以通过分泌巨噬细胞迁移抑制因子（MIF），募集CD33+髓源性抑制细胞（MDSCs），为肝癌细胞提供抑制性的免疫微环境，使之逃过免疫系统的监视。而CD36抑制剂（SSO）和PD-1抑制剂的联合使用，可以恢复抗肿瘤T细胞反应，抑制肝癌的发展。

该研究揭示了HCC免疫疗法耐药新机制，为提高HCC免疫疗法的治疗效果提供了新思路。

论文首页截图

HCC肿瘤微环境的一大标志性特征是具有大量的CAFs。

这类细胞可以通过分泌多种细胞因子、趋化因子以及生长因子，直接或者间接的促进癌细胞的免疫逃避和肿瘤发展。许多研究已经表明，不同CAFs亚群可以通过与癌细胞相互作用，促进癌症发展[4]。

但是，目前人们对HCC中CAFs的异质性，特别是单细胞层面这些细胞与癌细胞的相互作用，仍然知之甚少。

鉴于此，研究人员利用单细胞测序手段，对来自7位HBV相关HCC患者的肿瘤组织和邻近正常肝组织的90572个细胞进行了转录组分析。根据标志基因ACTA2、COL1A1和COL1A2的表达，研究人员得到了1835个CAFs。

进一步聚类分析显示，这些CAFs可以被分为5个亚群。根据这些亚群GO和KEGG富集分析的结果，研究人员将它们分别命名为：相关CAFs（vCAFs）、基质相关CAFs（mCAFs）、脂质代谢-基质相关CAFs（lpmCAFs）、脂质代谢相关CAFs（lpCAFs）和抗原呈递相关CAFs（apCAFs）。

这些CAFs亚群在模拟人HCC遗传背景的CTNNB1N90;Trp53KOHCC小鼠模型中也存在。

HCC肿瘤微环境存在多种CAFs亚型

为了了解不同细胞类型之间的联系，研究人员对包括癌细胞、T细胞、B细胞、MDSCs以及CAFs等9种细胞类型，进行了配体受体互作分析。

结果显示，CAFs与免疫微环境中包括MDSC等多种免疫细胞之间，都存在着由MIF和CD74/CXCR4介导的相互作用。进一步分析显示，MIF配体主要来源于lpmCAFs和lpCAFs这两个亚群。有意思的是，这两个亚群都高表达CD36。

多重荧光免疫组化结果显示，这些CD36+CAFs只在肿瘤组织中有浸润，在邻近正常肝组织中并不存在。

另外，单细胞数据结果显示，CD36+CAFs的细胞丰度与MDSCs的细胞丰度呈正相关，与效应T细胞的细胞丰度呈负相关。这意味着CD36+CAFs可能具有免疫抑制作用。

CD36+CAFs特异性浸润在肿瘤组织中，且其细胞丰度与抑制性的免疫微环境相关

为了弄清楚CD36+CAFs以及MIF在HCC发展过程中扮演的角色，研究人员分离出了小鼠HCC组织中CD36+CAFs，并比较了敲低CD36前后CAFs转录组和功能的变化。

结果显示，敲低CD36后，该CAF亚群中MIF的表达、分泌水平下降，且脂质过氧化功能及相关基因的表达下降，对氧化低密度脂蛋白（OxLDL）的吸收能力下降。

进一步分析显示，CD36+CAFs可以通过吸收OxLDL增强脂质过氧化功能，进而激活p38-CEBP信号通路，最终上调MIF的表达。

MIF在肿瘤微环境中的作用已有报道，包括促进免疫抑制性单核细胞样MDSCs的富集[5]。因此，研究人员分析比较了CD36+CAFs、CD36-CAFs、CD36kdCAF的调节培养基，对MDSC增殖分化过程的影响。

结果显示，CD36+CAFs调节培养基可以诱导CD33+MDSCs的扩增，效果与添加了MIF的培养基类似。而在CD36+CAFs调节培养基中添加MIF抑制剂，或者使用CD74抗体阻断MIF-CD74相互作用，可以抑制CD33+MDSCs的扩增。

进一步体内实验结果显示，相较于肝脏原位共同注射了HCC细胞和CD36-CAFs的小鼠，共同注射了CD36+CAFs的小鼠肿瘤发展明显加快，其微环境中CD8+效应T细胞明显减少，而敲低CD36、使用MIF抑制剂或者使用抗体清除MDSC，均可以逆转这些变化。这些结果说明，CD36+CAFs可以通过分泌MIF来促进MDSCs的增殖，进而营造一个利于肿瘤发展的抑制性免疫微环境。

CD36+CAFs来源的MIF通过促进MDSC扩增来营造抑制性的免疫微环境

另外，研究人员还发现，CD36+CAFs可以诱导MDSC增强肿瘤细胞的干性，并且该作用可能是通过IL-6-STAT3通路实现的。

CD36+CAFs在HCC的发生及对免疫疗法的响应过程中同样扮演重要角色。研究人员发现，对比正常小鼠，成纤维细胞中敲除了Cd36或者Mif基因的小鼠，在尾静脉注射实验中形成了更少数量的肿瘤，且具有更长的生存期。

而且联合使用CD36抑制剂（SSO）和PD-1抑制剂，可以有效减少肿瘤微环境中Treg和MDSCs的丰度，增加CD8+效应T细胞丰度，控制肿瘤发展，显著改善小鼠生存期。

抑制CD36/MIF能提高PD-1抑制剂的抗肿瘤效果

总的来看，该研究通过对HCC单细胞水平转录组的研究，发现了一种与免疫抑制性微环境相关的癌相关成纤维细胞亚群，并确定了其介导肿瘤细胞免疫逃避的机制。同时，该研究还提出了一种可有效提高HCC免疫抑制剂疗效的辅助治疗思路，即通过靶向CD36来逆转抑制性的微环境。

参考文献：

[1] Sung, Hyuna, et al. "Global cancer statistics 2020: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries."CA: a cancer journal for clinicians71.3 (2021): 209-249.

[2] Yang, Chen, et al. "Evolving therapeutic landscape of advanced hepatocellular carcinoma."Nature Reviews Gastroenterology Hepatology(2022): 1-20.

[3] Zhu, Gui-Qi, et al. "CD36+ cancer-associated fibroblasts provide immunosuppressive microenvironment for hepatocellular carcinoma via secretion of macrophage migration inhibitory factor."Cell Discovery9.1 (2023): 25.

[4] Liu, Tongyan, et al. "Cancer-associated fibroblasts: an emerging target of anti-cancer immunotherapy."Journal of hematology oncology12.1 (2019): 1-15.

[5] Noe, Jordan T., and Robert A. Mitchell. "MIF-dependent control of tumor immunity."Frontiers in immunology11 (2020): 609948.

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