外周血TERT阳性白细胞作为早期肺腺癌进展中局部与系统性免疫衰竭的新型生物标志物

《Molecular Biomedicine》：Peripheral TERT- positive leukocytes as a biomarker of the local and systemic immune failure in early-stage lung adenocarcinoma progression

为阐明早期肺腺癌（LUAD）从原位/微浸润腺癌（AIS/MIA）向浸润性腺癌（IAC）进展的免疫逃逸机制，研究人员开展了局部肿瘤微环境（TME）转录组与系统性免疫状态的多维研究。结果揭示TME呈现渐进性免疫抑制特征，且外周血端粒酶逆转录酶阳性（TERT+）白细胞比例随肿瘤侵袭加深而显著降低，其变化早于循环肿瘤细胞（CTCs）检出，为早期干预提供了新型液体活检标志物。

　　

肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因，其中肺腺癌（Lung Adenocarcinoma, LUAD）占据了肺癌病例的75%以上。肺腺癌的发展是一个多阶段的过程，从不典型腺瘤样增生（Atypical Adenomatous Hyperplasia, AAH）到原位腺癌（Adenocarcinoma in situ, AIS），再到微浸润腺癌（Minimally Invasive Adenocarcinoma, MIA），最终进展为浸润性腺癌（Invasive Adenocarcinoma, IAC）。临床实践表明，处于前浸润阶段（AAH、AIS、MIA，统称为preIAC）的患者术后5年无进展生存率（Progression-Free Survival, PFS）接近100%，而一旦进展为IAC，即使是早期（I期）患者，其5年复发率也显著升高至17.9%。这种预后的急剧恶化凸显了深入理解从preIAC向IAC转变过程中分子机制的重要性，这对于开发有效的临床干预策略至关重要。然而，目前对于早期LUAD进展如何影响局部肿瘤微环境（Tumor Microenvironment, TME）以及全身系统性免疫状态，仍缺乏系统性的认识。

为了回答这些关键问题，由张奇、张晓丽等共同第一作者，张凯泰、毛友生和张文作为共同通讯作者的研究团队在《Molecular Biomedicine》上发表了一项重要研究。该研究整合了回顾性队列（601例I期LUAD患者）和前瞻性队列（389例早期LUAD患者）的临床数据、肿瘤组织转录组测序以及外周血生物标志物分析，从局部和系统两个层面深入揭示了早期LUAD进展过程中的免疫景观演变。

研究人员为开展此项综合研究，主要应用了以下几项关键技术：1） 回顾性与前瞻性临床队列分析，评估病理亚型与患者预后的关联；2） 对涵盖AAH至IAC不同阶段的肿瘤及癌旁组织进行转录组测序（RNA-seq），并结合生物信息学方法（如PCA、差异表达分析、GO/KEGG/GSEA富集分析、CIBERSORT和XCell免疫浸润评估）解析TME的分子特征；3） 免疫组织化学（IHC）染色验证关键免疫细胞（CD8⁺T细胞、CD68⁺巨噬细胞、FoxP3⁺Tregs）的浸润情况；4） 基于疱疹病毒载体携带人端粒酶逆转录酶启动子（hTERTp）驱动绿色荧光蛋白（GFP）表达的流式细胞术，检测患者术前外周血中的循环肿瘤细胞（CTCs）和TERT阳性（TERT⁺）白细胞比例。

Stage I LUAD invasion depth was significantly associated with the risk of recurrence and metastasis

对601例I期LUAD患者的回顾性分析证实，肿瘤的侵袭深度是复发和转移的独立风险因素。所有发生复发转移的病例均出现在IAC患者中，preIAC患者则表现出100%的总生存期（OS）和无进展生存期（PFS）。此外，具有实体和微乳头成分（SMC）、非磨玻璃结节（nGGO）影像特征以及肿瘤大小>1厘米等反映肿瘤进展的临床特征，也与更高的复发风险显著相关。肿瘤分期（IA1, IA2, IA3, IB）越晚，患者的OS和PFS越差。这些结果强调了即使在疾病早期，肿瘤进展本身也带来了显著的预后风险。

Transcriptome landscape shifts upon early-stage LUAD invasion

对56例涵盖AAH、AIS、MIA到IAC的肿瘤组织进行转录组测序发现，preIAC（AAH/AIS和MIA）与IAC的基因表达谱存在显著差异，而AAH/AIS与MIA之间的差异相对较小。主成分分析（PCA）显示IAC样本具有更高的异质性。功能富集分析表明，与IAC相比，preIAC样本富集于细胞粘附、血管生成以及免疫细胞趋化等通路。值得注意的是，免疫反应的变化贯穿整个进程：早期阶段（AAH/AIS）先天免疫（中性粒细胞、单核/巨噬细胞）相关的趋化信号较强，而到了MIA和IAC阶段，适应性T细胞信号增强，同时免疫抑制性的调节性T细胞（Tregs）浸润增加。IAC阶段则主要富集于细胞增殖和分裂相关通路。这表明侵袭是一个关键的转折点，伴随着TME的显著重塑。

Tumor progression remodeled the immune microenvironment and dynamic changes in immune cell infiltration

基因集富集分析（GSEA）进一步揭示，从preIAC到IAC的转变中，抗原加工呈递、IL-17、TNF和趋化因子等免疫激活通路被抑制，而细胞周期等通路则上调。免疫浸润分析（CIBERSORT, XCell）显示，在LUAD的TME中，先天免疫在AAH/AIS阶段占主导，适应性免疫浸润在MIA阶段显著增加，但在IAC阶段出现异质性，部分患者浸润水平下降。具体而言，内皮细胞、单核细胞和中性粒细胞的浸润随病理进展而减少，而Tregs的浸润则持续增加。CD8⁺T细胞、巨噬细胞和髓样树突状细胞（mDCs）的浸润在早期（AAH/AIS/MIA）增加，却在IAC阶段下降。IHC染色结果验证了这一动态变化：FoxP3⁺Tregs的表达从正常组织到IAC逐渐增加；而CD8⁺T细胞（CD8）和巨噬细胞（CD68）的表达从正常组织到MIA是增加的，但在进展到IAC时显著下降。这反映了肿瘤进展与免疫反应之间的失衡：早期抗肿瘤免疫被激活，但随着肿瘤进展，TME被重塑为免疫抑制状态，导致浸润减少。

The negative correlation between early-stage LUAD clinical features and TERT⁺leukocytes suggested the presence of systemic immune alterations during tumor progression

为了探究肿瘤进展是否引起系统性免疫改变，研究团队检测了389例患者术前外周血中的TERT⁺白细胞比例和CTCs水平。分析发现，TERT⁺白细胞比例与肿瘤的侵袭程度呈显著负相关。preIAC患者的TERT⁺白细胞比例显著高于IAC患者。同样，在非SMC、磨玻璃结节（GGO）以及更早的临床分期（0期至III期）的患者中，也观察到更高的TERT⁺白细胞比例。对159名患者进行2年随访的数据显示，TERT⁺白细胞比例的变化与PFS相关。尽管年龄增长也与TERT⁺白细胞比例降低相关，但在按年龄分层后，肿瘤进展（preIAC vs. IAC）仍然是TERT⁺白细胞比例的独立影响因素。与此形成对比的是，CTC水平与所有分析的临床特征（病理亚型、分期、大小、影像特征）均无显著相关性。这表明，外周血TERT⁺白细胞的减少是早期LUAD进展过程中系统性免疫改变的一个敏感指标，其变化早于可检测到的CTC。

综上所述，本研究通过多维度的分析，揭示了早期肺腺癌进展过程中局部和系统性免疫环境的深刻变化。研究结论指出，肿瘤进展会重塑局部和全身的免疫环境，使其向免疫抑制状态倾斜，这种变化甚至发生在肿瘤自身生物学行为发生显著改变之前。局部TME的演变表现为早期免疫激活 followed by 后期免疫抑制和衰竭；而在系统层面，外周血中TERT⁺功能性免疫细胞库的减少，成为了反映这种系统性免疫失调的潜在早期生物标志物。这项研究的意义在于，它不仅深化了对早期LUAD免疫逃逸机制的理解，更重要的是提出了外周血TERT⁺白细胞作为一个有前景的非侵入性生物标志物，可用于早期识别具有恶性进展风险的LUAD患者，从而为在疾病更早阶段实施免疫干预策略提供了理论依据和新的工具。尽管TERT⁺白细胞的具体生物学功能和检测技术的临床转化仍需进一步探索，但本研究无疑为改善早期LUAD的预后管理开辟了新的方向。