T细胞耗竭与组织驻留记忆T细胞在结直肠癌中的动态演变及临床预后价值

本研究针对结直肠癌(CRC)肿瘤微环境(TME)中T细胞功能异质性的关键科学问题，通过单细胞转录组测序(scRNA-seq)和流式细胞术，系统解析了终末耗竭T细胞(Tex)和前体耗竭组织驻留记忆T细胞(pf-Trm)的时空动态特征。研究发现早期Tex保留部分功能而晚期Tex显著失能，pf-Trm在早期CRC中发挥免疫监视作用但在晚期发生功能衰竭。通过TCGA队列验证，证实高Tex水平预示不良预后，而pf-Trm在早晚期CRC中呈现"双刃剑"效应。该研究为CRC免疫治疗提供了CD103/Tim-3等新型靶点，发表于《Scientific Reports》。

　　

结直肠癌作为全球第二大癌症死因，其肿瘤微环境(TME)的免疫调控机制一直是研究热点。尽管免疫检查点抑制剂(ICIs)在部分患者中取得突破，但多数CRC患者仍面临治疗抵抗。这种异质性反应的背后，是TME中CD8⁺ T细胞功能状态的复杂演变——慢性抗原刺激既可能诱导终末耗竭(Tex)，也可能形成具有组织驻留特性的前体耗竭记忆T细胞(pf-Trm)。然而这些细胞亚群在CRC进展中的动态变化规律及其临床意义尚不明确。

新疆医科大学附属肿瘤医院（第一作者单位）的研究团队通过整合单细胞测序和临床队列分析，首次系统描绘了Tex和pf-Trm在CRC各阶段的分子特征与预后价值。研究发现早期CRC中Tex细胞仍保留"病毒应答""T细胞激活调控"等功能，而晚期Tex则转向"内质网应激""凋亡信号"等衰竭通路；pf-Trm在早期阶段主导"整合素介导的细胞黏附""B细胞激活"等免疫监视功能，但在晚期阶段这些功能显著削弱。通过40例CRC患者的流式验证，证实CD8⁺CD103⁺ TILs在Stage I-II占比显著高于III-IV期(60.37% vs 49.83%)，且CD39⁺CD103⁺亚群呈现PD-1^hiTim-3^hi的耗竭表型。

研究采用三大关键技术：①从GEO和TCGA获取23例CRC单细胞数据集和371,223个细胞的转录组数据；②通过Seurat和Monocle2进行细胞亚群聚类和伪时序分析；③前瞻性收集40例初治CRC患者的37份肿瘤组织、40份癌旁组织和22份外周血，用CD3/CD8/PD-1/Tim-3/CD39/CD103抗体 panel进行流式检测。

免疫细胞亚型在CRC TME中的注释与动态变化

UMAP分析揭示T/NK细胞在Stage I占比最高(48.3%)，到Stage IV时上皮细胞升至47.7%形成"冷肿瘤"微环境。CellChat分析显示MIF信号通路在早晚期CRC中持续激活，可能通过CXCR7介导化疗抵抗。

PD-1/Tim-3/CD103在T细胞亚群的表达特征

伪时序轨迹显示CD8⁺ T细胞从初始态(T-na?ve)经效应态(Teff)向Tex分化，HAVCR2(Tim-3)在终末耗竭阶段表达强于PDCD1。CXCL13⁺CD8⁺ T细胞共表达四大检查点分子，在dMMR型CRC中尤为显著(ITGAE在dMMR vs pMMR:1.18 vs 0.99)。

肿瘤组织中耗竭与组织驻留表型

流式t-SNE显示PD-1⁺Tim-3⁺CD103⁺ Tex在肿瘤组织的比例随分期下降，而CD39^-CD103^-的"旁观者"T细胞增加。CD39⁺CD103⁺亚群在I-II期占比32.8%，显著高于III-IV期的18.2%。

pf-Trm在晚期CRC预示不良预后

TCGA生存分析显示高Tex水平在所有分期均预示不良OS，而pf-Trm在早期CRC关联较好预后(HR=0.62)，晚期却转为风险因素(HR=1.84)。功能分析揭示晚期pf-Trm的"抗原呈递"通路下调而"激素应答"通路上调。

该研究创新性地揭示：Tex和pf-Trm的动态平衡决定CRC免疫微环境特征，CD103⁺Tim-3⁺亚群可作为分期特异的预后标志物。针对早期CRC的pf-Trm激活策略（如CD103激动剂）与晚期Tex的阻断策略（如Tim-3抑制剂）的组合治疗，可能成为突破CRC免疫治疗瓶颈的新方向。研究也存在样本量有限、未解析细胞间转化关系等局限，需更大队列验证。