膀胱癌高分辨率转录组图谱揭示髓系亚群调控免疫微环境的关键机制及治疗新靶点

本研究通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)分析11例膀胱癌(BC)患者的配对肿瘤-正常组织，系统解析了TREM2+巨噬细胞、CMA1+肥大细胞等髓系亚群的代谢重编程特征，发现Trem2敲除可重塑肿瘤微环境(TME)并上调树突细胞(DCs)的PD-L1表达。研究首次阐明APP-ANNEXIN-GALECTIN信号轴在BC中的免疫调节作用，为联合免疫治疗提供新策略。

　　

膀胱癌作为全球十大常见恶性肿瘤，其复杂的肿瘤微环境(TME)构成治疗抵抗的重要屏障。尽管近年来免疫检查点抑制剂为晚期患者带来希望，但响应率不足30%的现状凸显对TME认知的局限。尤其值得注意的是，占TME重要组成的髓系细胞（包括巨噬细胞、树突细胞和肥大细胞）在膀胱癌中的功能异质性仍缺乏系统解析，这极大限制了靶向髓系细胞的治疗策略开发。

中国医学科学院肿瘤医院联合清华大学的研究团队在《eBioMedicine》发表重要成果，通过高精度单细胞转录组技术绘制膀胱癌免疫图谱。研究团队采用密度梯度离心富集免疫细胞，对11例患者的配对肿瘤/正常组织进行scRNA-seq分析，结合MB49小鼠模型和代谢功能实验，首次揭示TREM2⁺巨噬细胞的代谢特征、CMA1⁺肥大细胞的预后价值，以及APP信号通路重塑TME的关键机制。

关键技术方法包括：1）密度梯度离心法分离11例BC患者的配对组织免疫细胞；2）10x Genomics平台单细胞转录组测序；3）Trem2基因敲除小鼠皮下/原位肿瘤模型；4）Seahorse细胞能量代谢分析；5）流式细胞术检测PD-L1⁺ DCs等免疫亚群。

研究结果：

1. 单细胞图谱解析BC微环境异质性
   通过scRNA-seq将54,743个细胞分为9大亚群，发现肿瘤组织中肥大细胞和成纤维细胞比例显著降低。髓系细胞重聚类揭示13个亚群，其中Mac_TREM2在肿瘤组织富集并呈现独特的"有氧呼吸-氨基酸代谢"重编程特征。

2. TREM2^high巨噬细胞的代谢与免疫调节功能
   轨迹分析显示Mac_TREM2是终末分化状态，其肿瘤组织中TREM2表达上调2.1倍。Trem2敲除小鼠模型证实：敲除后肿瘤体积减小42%，NK细胞浸润增加1.8倍，且PD-L1⁺ DCs比例显著升高，提示TREM2阻断可能增强PD-L1抑制剂疗效。

3. CMA1^high肥大细胞的临床价值
   鉴定出MCtc亚型Mast_CMA1，其标志基因CMA1/CTSG表达与TCGA BLCA患者不良预后显著相关（p=0.004）。代谢分析显示肿瘤中该亚群"脂肪酸代谢"通路激活，而正常组织富集的Mast_LGALS3则呈现代谢静止状态。

4. 四类免疫模块的预后意义
   通过反卷积分析构建CM1-4免疫模块：促瘤模块CM1（含Mac_TREM2/Mast_CMA1）患者生存期缩短35%，而抗瘤模块CM3（含cDC_CD1C⁺/CD8⁺效应T细胞）则延长生存（p=0.0009）。

5. 非免疫 compartment 的关键作用
   上皮细胞亚群Epi_UPK1A中FBP1表达下调，过表达mFbp1使MB49细胞糖酵解(ECAR)降低40%，抑制低氧条件下增殖。互作网络分析发现非免疫 compartment 主导APP信号，shApp处理使小鼠肿瘤MDSCs减少58%，中央记忆T细胞增加2.3倍。

6. ANNEXIN与GALECTIN通路调控
   肿瘤组织中ANXA1-FPR1/3通路活性降低60%，而LGALS9-P4HB通路增强。生存分析显示ANXA1低表达患者中位生存期延长9个月（p=0.01）。

该研究首次在单细胞分辨率阐明膀胱癌髓系细胞的动态演变规律：1）证实TREM2⁺巨噬细胞通过代谢重编程参与免疫抑制；2）确立CMA1⁺肥大细胞作为独立预后标志物；3）揭示APP信号通过CD74-TREM2轴调控TME的新机制。这些发现不仅为理解膀胱癌免疫逃逸提供理论依据，更提出靶向TREM2/APP联合免疫检查点抑制剂的治疗新策略。研究构建的交互网络图谱（涵盖ANNEXIN/GALECTIN等12条通路）为后续功能研究奠定基础，其中FBP1的肿瘤抑制功能及代谢调控机制尤其值得深入探索。

值得注意的是，该研究采用的配对样本设计有效克服了个体间异质性，而建立的四种免疫模块（CM1-4）为临床免疫分型提供新框架。未来研究可进一步验证TREM2阻断剂与抗PD-L1的协同效应，并探索靶向肥大细胞CMA1通路的具体策略。这些突破性发现将推动膀胱癌精准免疫治疗进入新阶段。