头颈鳞癌预后新视角：NK细胞与肿瘤相关巨噬细胞亚型特异性互作机制及23基因标志物（CINT）的构建与验证

《Frontiers in Immunology》：Subtype-specific NK cell-TAM interactions drive a novel prognostic signature in HNSCC

本研究深入探索头颈鳞癌（HNSCC）微环境中自然杀伤（NK）细胞与肿瘤相关巨噬细胞（TAM）的亚型特异性互作机制，通过多组学分析与空间转录组技术揭示IL32+NK与APOE+TAM/CXCL10+TAM通过SPP1、MIF、ITGB2通路互作的关键作用，并构建出具有独立预后价值和免疫治疗响应预测能力的23基因互作特征（CINT），为靶向肿瘤免疫微环境提供新策略。

　　

背景

头颈鳞状细胞癌（HNSCC）是全球第七大常见恶性肿瘤，其肿瘤免疫微环境高度复杂。自然杀伤（NK）细胞与肿瘤相关巨噬细胞（TAM）作为先天免疫系统的关键组分，二者间的相互作用机制尚不明确。本研究旨在通过多组学分析揭示NK细胞与TAM的细胞异质性、互作模式及其预后意义。

方法

研究纳入58例HNSCC组织样本，综合运用免疫组化（CD16、CD64、CD163）、单细胞RNA测序（GSE139324）及公共数据库（TCGA-HNSC、GSE65858）进行细胞亚型鉴定。采用CellChat推断配体-受体互作关系，通过CSOmap算法评估空间邻近性并经免疫荧光验证。利用LASSO Cox回归构建预后模型，并在免疫治疗队列（PRJEB23709、phs000452.v2.p1）中进行验证。

结果

关键蛋白表达与预后关联

CD16与CD64高表达与良好预后相关，而CD163高表达提示预后不良。NK细胞被划分为三个功能亚群：IL32⁺NK（抗病毒、T细胞活化）、NFKBIA⁺NK（核糖体相关）和STMN1⁺NK（DNA修复相关）。TAM则包括APOE⁺TAM（M2样）、IL1B⁺/CXCL10⁺TAM（M1样）和HSP⁺TAM（应激响应）。

细胞互作与空间验证

IL32⁺NK与APOE⁺TAM和CXCL10⁺TAM通过SPP1、MIF和ITGB2通路发生强效互作。空间映射与免疫荧光证实IL32与CXCL10呈正相关（R=0.641），与APOE呈负相关（R=-0.686）。

预后模型构建与验证

基于互作机制筛选的23个基因构建的NK-TAM互作特征（CINT）在训练集与验证集中均能有效分层患者风险，并预测免疫治疗患者的生存获益。风险评分公式整合了ITGB7、KDELR1、ALG5等基因的加权表达式。

功能与临床关联

APOE⁺TAM在≥60岁患者中比例显著升高，IL1B⁺TAM在饮酒患者中比例更高。GSVA分析显示各亚群特征基因富集于病毒响应、伤口愈合、蛋白折叠等特异通路。

讨论

本研究首次系统揭示HNSCC中NK与TAM亚型间的特异互作网络，提出IL32⁺NK–APOE⁺TAM轴作为潜在治疗靶点。CINT特征不仅具有独立预后价值，还为免疫治疗响应预测提供了新工具。尽管存在样本量限制和转化应用挑战，该研究为靶向肿瘤免疫微环境的精准治疗策略奠定了理论基础。