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原發性肝癌（PLC）是全球癌症相關死亡的第三大原因，常見型別包括肝細胞癌（HCC）、肝內膽管癌（ICC）以及HCC-ICC的混合型（CHC）［1］。

然而目前，

肝癌治療手段有限，阻擋在其機制研究和精準治療道路上的一大絆腳石，便是腫瘤免疫微環境（TIME）的異質性

［1，2］。

這次，北京大學的張寧團隊、張澤民團隊、朱繼業團隊共同合作，基於患者樣本以及小鼠樣本進行單細胞RNA測序分析，

定義5種肝癌免疫微環境亞型，同時還揭示腫瘤相關中性粒細胞在肝癌進展中的意義，發現中性粒細胞耗竭可以減輕腫瘤負荷，抑制小鼠肝癌進展

［2］。

文章於近日發表在頂刊《自然》上。

論文首頁截圖

TIME中異質性由免疫細胞、基質細胞共同決定，是腫瘤轉移、復發、耐藥的主要因素之一。

如果能夠充分地瞭解原發性肝癌的TIME異質性，便可以透過識別生物標誌物來更好地對患者進行分層，實現精準化治療

［1，2］。

在這項研究中，張寧、張澤民、朱繼業和他們的團隊先是收集來自124名經初次治療的原發性肝癌患者的160個樣本進行單細胞RNA測序（scRNA-seq），繪製了大規模人類肝癌單細胞圖譜。

根據分析結果，他們從獲得的這1092172個細胞中，

共鑑定出89個肝癌TIME細胞亞群

。同時還發現，這些細胞亞群在不同患者之間存在特異性，並表現出明顯的組織和腫瘤型別偏好。

透過對這些細胞亞群進行層次聚類分析，以及根據其功能標記基因表達情況、預後相關性等特徵進行考慮，研究者們定義了5種肝癌TIME亞型，分別為：

①

免疫啟用型：TIME-IA

（Immune Activation）；

②

髓系富集免疫抑制型：TIME-ISM

（Immune Suppressive Myeloid）；

③

基質富集免疫抑制型：TIME-ISS

（Immune Suppressive Stromal）；

④

免疫排斥型：TIME-IE

（Immune Exclusion ）；

⑤

免疫駐留型：TIME-IR

（Immune Residence）。

他們將這一亞型分類系統命名為

TIMELASER

。

圖1：TIMELASER

基於TIMELASER，研究者們對患者進行分層，以觀察不同TIME亞型與無進展生存期（PFS）之間的關係。

圖2：5種TIME亞型與PLC患者PFS之間的關聯

不僅如此，研究者們還探索了TIME中的趨化因子、細胞因子及其受體的表達模式。結果顯示，

這5種不同TIME亞型表現出不同的趨化因子網路，並且與腫瘤細胞的轉錄組特徵相關

。

由於

在髓系富集免疫抑制型TIME中觀察到有多箇中性粒細胞亞群富集

，再加上髓系富集免疫抑制型TIME

與患者的不良預後相關

（見圖2），中性粒細胞究竟與肝癌進展之間存在哪些關聯，引起了研究者們的注意。

根據分析結果，研究者們

共鑑別出11箇中性粒細胞亞群，其中有3個亞群富集於外周血、2個亞群富集於肝癌癌旁組織、6個亞群富集於肝癌腫瘤組織中

，也就是腫瘤相關中性粒細胞（TANs）。

具體來看，這些

腫瘤相關中性粒細胞以不同機制促進肝癌進展

。比如CCL4

+

TANs（Neu_11_CCL4），能夠高表達趨化因子CCL3和CCL4，並

透過分泌CCL3、CCL4來招募腫瘤浸潤性巨噬細胞

；而另一方面，PD-L1

+

TANs（Neu_09_IFIT1）則高表達免疫檢查點PD-L1，並

透過PD-L1來抑制外周血CD8+T細胞的抗腫瘤毒性功能

。

圖3：PD-L1

+

TANs抑制CD8

+

T細胞的增殖能力和毒性功能

那麼，是否能夠以這些腫瘤相關中性粒細胞為突破口，阻止肝癌進展呢？

於是，研究者們進一步構建了2種自發性肝癌小鼠模型（分別為肝細胞癌、肝內膽管癌），並使用

靶向中性粒細胞特異性標誌物Ly6G的抗體（抗Ly6G抗體）

治療，來消耗肝癌小鼠的中性粒細胞。

結果顯示，在接受抗Ly6G抗體治療後，小鼠體內有70%的腫瘤相關中性粒細胞發生耗竭。與對照組相比，

抗Ly6G抗體治療的小鼠腫瘤重量顯著減少，而且中性粒細胞對T細胞毒性功的抑制作用、對巨噬細胞的招募作用減弱，腫瘤浸潤性巨噬細胞數量減少46.6%，PD-L1表達量也發生下調

。

另外研究者們還發現，肝癌小鼠在抗Ly6G抗體治療的過程中，

腫瘤相關中性粒細胞的組成結構也在發生改變

。儘管大多數腫瘤相關中性粒細胞亞群的數量是在減少，但是小鼠腫瘤中的Neu_09_Apoa2（對應人類的Neu_07_APOA2）數量相對提高。

圖4：使用抗Ly6G抗體減少中性粒細胞，可以抑制小鼠肝癌進展

總體來說，

張寧、張澤民、朱繼業帶領他們的團隊揭示5種肝癌免疫微環境亞型，並在這個過程中發現中性粒細胞與肝癌進展之間的關係。更重要的是，肝癌小鼠實驗結果表明，消耗中性粒細胞則可有效抑制腫瘤進展

。

對此研究成果，研究者們表示，這次發現腫瘤相關中性粒細胞透過表達CCL4、PD-L1來促進腫瘤進展，這意味著

無論是單獨使用還是與免疫檢查點抑制劑聯合使用，腫瘤相關中性粒細胞都是很有前途的免疫治療靶點

。未來將進一步從中性粒細胞身上，為肝癌治療找到新的解題方案。

參考文獻：

［1］

Tang M， Zhao Y， et al。 Liver cancer heterogeneity modeled by in situ genome editing of hepatocytes。 Sci Adv。 2022 Jun 24；8（25）：eabn5683。 doi： 10。1126/sciadv。abn5683。 Epub 2022 Jun 22。

［2］https：//www。nature。com/articles/s41586-022-05400-x

本文作者丨張艾迪