单细胞空间分析揭示儿童高级别胶质瘤中SPP1+/GPNMB+髓系细胞群的免疫抑制与促瘤机制

本研究针对儿童弥漫性高级别胶质瘤(pHGG)免疫治疗响应率低的难题，通过整合循环免疫荧光成像(cFEL)与空间分子成像(SMI)技术，首次在pHGG肿瘤微环境(TIME)中发现了一类具有免疫抑制特性的SPP1+/GPNMB+髓系细胞群。该群体通过脂质代谢重编程与肿瘤分泌因子驱动，定位于间质样(MES-like)肿瘤区域，与CD8+ T细胞空间排斥显著相关，为开发靶向髓系细胞的联合免疫疗法提供了新靶点。

　　

儿童高级别胶质瘤(pHGG)是导致儿童癌症相关死亡的主要病因之一，其中弥漫性中线胶质瘤(DMG)患者中位生存期仅13.5个月。尽管免疫疗法在部分脑肿瘤中展现潜力，但pHGG患者的临床响应存在显著差异。现有研究表明，pHGG的肿瘤免疫微环境(TIME)以髓系细胞为主导，而T细胞浸润极少，但髓系细胞的表型异质性及其空间调控机制尚未阐明。这一认知空白严重限制了免疫治疗策略的优化。

荷兰乌得勒支公主马克西玛儿童肿瘤中心(Princess Máxima Center for Pediatric Oncology)的研究团队通过32例pHGG诊断样本的组织微阵列(TMA)，结合循环免疫荧光成像(cFEL)和NanoString CosMx空间转录组技术，首次系统解析了pHGG的时空免疫特征。研究发现，SPP1⁺/GPNMB⁺髓系细胞在MES-like肿瘤区域富集，通过脂质代谢重编程(PLIN2⁺脂滴积累)和免疫抑制因子分泌(CXCL8/IL1R2/LIF等)，形成CD8⁺ T细胞排斥的免疫荒漠。该成果发表于《Neuro-Oncology Pediatrics》，为逆转pHGG免疫抑制提供了新靶点。

研究采用四项关键技术：1) 32例pHGG诊断样本的TMA构建；2) 13标记循环免疫荧光成像(cFEL)解析免疫细胞空间分布；3) NanoString CosMx 1000-plex空间转录组测序；4) 体外髓系细胞-肿瘤细胞共培养模型验证细胞互作。

主要发现

1. 髓系细胞主导的pHGG免疫景观

cFEL显示pHGG的TIME中髓系细胞占比超60%，其中DMG的骨髓来源巨噬细胞(MDM)比例显著低于非中线pHGG(NM-HGG)。TMEM119⁺小胶质细胞(MG)和MDM中CD163^-/CD206^-表型占主导，但CD8⁺ T细胞却优先与CD163⁺髓系细胞共定位。

2. MES-like髓系细胞的特征鉴定

空间转录组发现6个髓系亚群，其中40.9% DMG和46.2% NM-HGG髓系细胞高表达SPP1/GPNMB及间质标志(CHI3L1/ANXA1/LGALS1)。这些细胞脂代谢基因(FABP4/CD36/PSAP)评分显著升高，免疫荧光证实其PLIN2⁺脂滴积累现象。

+/GPNMB⁺髓系细胞(红色)与MES-like肿瘤细胞(绿色)的空间共定位'>

3. 髓系-肿瘤细胞的代谢互作

配体-受体分析揭示SPP1-CD44/TIMP1-CD63等互作网络。体外实验显示，重组SPP1可诱导DMG细胞脂代谢基因(APOC1/PLIN2)上调，而NM-HGG细胞则出现增殖相关基因(BRDT/CDK17)激活。

4. 免疫抑制微环境的形成机制

髓鞘暴露实验证实，肿瘤条件培养基(TCM)协同诱导髓系细胞GPNMB⁺/BODIPY⁺表型，并上调CXCL8/EBI3/GRN等免疫抑制因子。Visium空间数据显示SPP1⁺区域MBP/PLP1表达降低，且与CD8A⁺位点距离显著大于CD68⁺区域。

结论与意义

该研究首次在pHGG中发现SPP1⁺/GPNMB⁺髓系细胞通过"脂质代谢-间质转化-免疫排斥"三联机制塑造抑制性TIME：1) 髓鞘摄取驱动PLIN2⁺脂滴积累；2) SPP1-CD44互作促进MES-like肿瘤表型；3) 免疫抑制因子梯度导致CD8⁺ T细胞空间排斥。这一发现解释了pHGG免疫治疗耐药性，并为联合靶向策略(如SPP1抑制剂联合CAR-T)提供了理论依据。研究建立的TMA-SMI技术体系也为实体瘤微环境研究提供了范式。