抗PD-L1免疫疗法通过EGR1/HSP90AB1重编程巨噬细胞表型促进动脉粥样硬化机制研究

《Scientific Reports》：Anti PD-L1 immunotherapy alters macrophage phenotypes via EGR1 and HSP90AB1 supported by integrated methodologies

本研究针对PD-L1抑制剂在肿瘤治疗中引发心血管风险增加的问题，通过单细胞转录组学与体外实验相结合的方法，揭示了抗PDL1疗法通过上调EGR1和HSP90AB1基因表达，驱动巨噬细胞向促炎M1表型极化并促进泡沫细胞形成，从而加速动脉粥样硬化进展的分子机制。该发现为免疫检查点抑制剂的心血管毒性监测提供了重要理论依据。

　　

随着免疫检查点抑制剂在肿瘤治疗领域的广泛应用，PD-1/PD-L1阻断疗法虽显著提升患者生存率，却伴随心血管不良事件频发，其中动脉粥样硬化（Atherosclerosis, AS）加速进展尤为引人关注。研究表明，接受PD-L1抑制剂治疗的患者更易发生急性冠脉事件，但这一现象背后的细胞分子机制尚未明确。巨噬细胞作为动脉粥样斑块形成的关键效应细胞，其表型平衡（促炎M1与抗炎M2）直接决定斑块稳定性。那么，PD-L1抑制剂是否通过重构巨噬细胞功能状态进而推动动脉粥样硬化进程？这一科学问题成为连接肿瘤免疫治疗与心血管安全的重要桥梁。

为系统解析该机制，浙江中医药大学附属第三医院刘强团队联合温州医科大学，整合单细胞转录组测序（scRNA-seq）与体外功能验证，发现抗PD-L1治疗可通过上调早期生长反应蛋白1（EGR1）和热休克蛋白90α家族B成员1（HSP90AB1），驱动巨噬细胞向M1表型偏倚、促进脂质吞噬，并增强巨噬细胞与内皮细胞（Endothelial Cells, ECs）间的炎症信号通讯。相关成果于2025年发表于《Scientific Reports》，为临床PD-L1抑制剂的心血管风险监控提供了靶点依据。

研究团队主要采用四大技术路径：首先利用公共数据库GSE169246中489,490个三阴性乳腺癌患者外周血单细胞数据（11例纯化疗组、11例抗PD-L1+化疗组），通过Seurat软件完成细胞聚类与注释；其次采用GO/KEGG/GSVA富集分析筛选巨噬细胞差异表达基因功能模块；进而通过CellChat算法解析细胞间通讯网络变化；最后通过THP-1细胞体外诱导巨噬细胞模型，结合油红O染色、Western blotting和免疫荧光技术验证关键基因功能。

质量控单细胞RNA测序及基于特征基因表达的细胞特异性分类

通过严格质控筛选出308,992个高质量细胞及20,619个基因，利用UMAP算法成功鉴定14种细胞类型（包括NK细胞、CD4⁺/CD8⁺ T细胞、单核细胞、M1/M2巨噬细胞等）。热图分析显示各细胞簇标志基因表达谱清晰，为后续巨噬细胞亚群精准分析奠定基础。

抗PD-L1免疫治疗后循环巨噬细胞应答聚焦于免疫应答、信号级联和代谢调控相关通路

GO分析显示巨噬细胞差异基因富集于病毒应答、免疫细胞激活、抗原提呈等生物过程；KEGG通路突出冠状病毒疾病-COVID-19、流体剪切应力与AS、白细胞跨内皮迁移等疾病相关通路；GSVA进一步提示干扰素α/γ应答、PI3K-AKT-mTOR信号、胆固醇稳态等代谢免疫交叉通路被激活。转录因子活性分析显示RFX5、ATF6和HOXB13调控作用显著，表明抗PD-L1治疗通过多维度重编程巨噬细胞功能状态。

CellChat对PD-L1免疫治疗的反应：聚焦内皮细胞和巨噬细胞

细胞通讯分析发现，抗PD-L1+化疗组细胞互作数量与强度显著增加，其中髓系细胞与成纤维细胞间信号增强，而CD4⁺ T细胞通讯减弱。组合治疗组特异性激活TNF信号通路，该通路信号主要被内皮细胞、M1和M2巨噬细胞接收。配体-受体对分析证实TNFSF13B-TNFRSF17/TNFRSF13B等网络介导内皮细胞-巨噬细胞对话，凸显TNF通路在动脉粥样硬化微环境中的核心地位。

EGR1和HSP90AB1在抗PD-L1免疫治疗后循环巨噬细胞中上调

抗PD-L1治疗使M1巨噬细胞比例上升、M2比例下降，炎症状态加剧。基因表达火山图显示EGR1与HSP90AB1为最显著上调基因。体外实验证实，PD-L1抑制剂BMS-1处理THP-1来源M2巨噬细胞后，EGR1和HSP90AB1蛋白表达均升高，与单细胞数据一致。既往研究提示EGR1可激活PD-L1表达，而HSP90抑制能改变PD-L1膜定位，本研究首次揭示抗PD-L1疗法反向调控这两个基因的分子事件。

抗PD-L1免疫疗法驱动泡沫细胞形成并改变巨噬细胞表型

BMS-1与氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）单独或联合处理均显著增加巨噬细胞脂质沉积面积。Western blot与免疫荧光显示CD86（M1标记）与CD206（M2标记）蛋白表达同步下降，而CD163与CD80无显著变化，提示巨噬细胞表型转换超越传统M1/M2二分法。BMS-1单独作用即能诱导脂质合成，表明PD-L1阻断可直接启动巨噬细胞脂代谢重构。

本研究通过多组学整合分析明确PD-L1抑制剂通过EGR1/HSP90AB1轴推动巨噬细胞向促炎表型转化，增强泡沫细胞形成能力，并激活内皮细胞-巨噬细胞间TNF信号对话。尽管存在样本性别偏倚（三阴性乳腺癌患者以女性为主）及动脉粥样硬化基线状态未明确等局限，但首次揭示免疫检查点抑制剂心血管毒性的细胞分子跨尺度调控网络。该成果不仅为临床PD-L1阻断疗法的心血管风险预警提供新靶点，也为开发兼具抗肿瘤与心血管保护效应的联合策略奠定理论基础。