雄激素受体（AR）表达与ER阳性/HER2阴性乳腺癌免疫冷表型及免疫检查点抑制剂疗效降低的相关性研究

《Annals of Surgical Oncology》：Androgen Receptor (AR) Expression is Associated with an Immune-Cold Phenotype and Reduced Response to Immune Checkpoint Inhibitors in ER-Positive/HER2-Negative Breast Cancer

　　

摘要 背景：免疫检查点抑制剂（immune checkpoint inhibitors，ICIs）在雌激素受体阳性/人表皮生长因子受体2阴性（estrogen receptor-positive/human epidermal growth factor receptor 2-negative，ER+/HER2-）乳腺癌中的疗效有限，其免疫耐药机制尚不明确。雄激素受体基因（AR）在相当比例的ER阳性肿瘤中表达，已被证实参与肿瘤生物学调控；然而，其在肿瘤免疫微环境及免疫治疗应答中的作用尚未被充分阐明。 方法：研究人员利用5个具有 bulk 转录组数据的队列（共4046例乳腺癌患者）和2个具有单细胞转录组数据的队列，系统分析了AR表达与转录组衍生的免疫细胞相关特征及ICIs应答之间的关联。 结果：在多个ER+/HER2-队列中，AR高表达始终与转录组衍生的肿瘤浸润白细胞评分降低相关。具体而言，与CD8+ T细胞亚群、树突状细胞（dendritic cells，DCs）及M1型巨噬细胞相关的特征在AR高表达肿瘤中显著减少，提示存在转录水平上免疫抑制的肿瘤微环境。在I-SPY2队列中，AR高表达肿瘤在接受新辅助ICI治疗后表现出显著更低的病理完全缓解（pathological complete response，pCR）率。此外，AR表达对ICI应答的预测性能优于程序性细胞死亡蛋白-1（programmed cell death protein-1，PD-1）和程序性细胞死亡配体-1（programmed cell death ligand-1，PD-L1）（曲线下面积分别为0.82、0.73和0.60）。值得注意的是，单细胞分析揭示，AR在包括上皮细胞、内皮细胞和髓系细胞在内的多种细胞类型中的表达均与ICI应答降低相关。此外，使用恩杂鲁胺（enzalutamide）抑制AR与CD8+ T细胞、树突状细胞及M1型巨噬细胞相关特征的增加相关。 结论：上述发现表明，在ER+/HER2-乳腺癌中，AR表达与免疫抑制性肿瘤微环境及ICI应答降低相关。

论文解读

一、研究背景与科学问题

雌激素受体阳性/人表皮生长因子受体2阴性（ER+/HER2-）乳腺癌以低免疫浸润和有限免疫原性为特征，对免疫检查点抑制剂（ICIs）应答不佳。既往临床试验表明，ERα表达较低的ER+/HER2-乳腺癌在新辅助ICI治疗后更易获得病理完全缓解（pCR），因此抑制ERα表达的药物如氟维司群（fulvestrant）曾被推测可增强该亚型对ICI的疗效。然而，氟维司群或芳香化酶抑制剂与ICI联合的临床试验未能显示出有意义的临床获益，提示单纯抑制ER信号可能不足以调控肿瘤微环境（TME），ER信号之外的其他机制很可能也参与免疫应答的调控。因此，在ER+/HER2-乳腺癌中探索能够增强ICI疗效的新型联合策略具有重要的临床意义。

雄激素受体基因（AR）在相当比例的ER阳性乳腺癌中表达，并已被证实是肿瘤生物学的重要调控因子。AR信号通过转录串扰调控ER信号，并在特定条件下（如低ER信号）促进肿瘤进展和内分泌耐药。研究人员既往报道，AR高表达的ER阳性乳腺癌表现出较低的细胞溶解活性和较差的新辅助化疗应答，但生存预后更好，提示AR表达与免疫抑制性肿瘤表型相关。然而，尚无研究在ER+/HER2-乳腺癌中利用bulk和单细胞转录组学方法系统评估AR表达与转录组衍生的免疫细胞相关特征及ICI应答之间的关系。本研究旨在明确AR表达、转录组衍生的免疫细胞相关特征与ICI应答之间的关联，并评估AR抑制在ER+/HER2-乳腺癌临床队列中的影响。

二、研究设计与关键方法

研究人员获取了来自公共数据库的多个乳腺癌队列转录组数据。bulk RNA-seq队列包括：TCGA（n=499，限定为PAM50 Luminal A型）、METABRIC（n=1220）、SCAN-B（GSE96058，n=2184）以及I-SPY2（GSE173839，n=50，接受抗PD-L1抗体durvalumab治疗）。单细胞RNA-seq队列包括GSE167036（n=8，ER+/HER2-乳腺癌原发肿瘤）和GSE246613（n=50，三阴性乳腺癌接受抗PD-1抗体pembrolizumab治疗）。此外，GSE271080队列来自一项氟维司群联合恩杂鲁胺治疗的临床试验。研究人员应用xCell算法对bulk肿瘤转录组数据进行免疫细胞丰度评分，采用Wilcoxon秩和检验和Fisher精确检验进行组间比较，并使用受试者工作特征曲线下面积（AUC）评估AR、PD-1和PD-L1对ICI应答的预测性能。

三、研究结果

AR表达与ER+/HER2-乳腺癌中肿瘤浸润淋巴细胞负相关

在TCGA、METABRIC和SCAN-B三个ER+/HER2-队列中，AR高表达组的转录组衍生TIL评分均显著低于AR低表达组。在淋巴样细胞群体中，CD8+初始T细胞和CD8+效应记忆T细胞（CD8+ T_em）相关特征在三个队列的AR高表达肿瘤中均显著降低；总CD8+ T细胞和CD8+中央记忆T细胞（CD8+ T_cm）相关特征在METABRIC和SCAN-B队列中显著降低。浆细胞相关特征在TCGA和METABRIC队列的AR高表达肿瘤中显著降低。在髓系细胞群体中，浆细胞样树突状细胞（pDCs）相关特征在三个队列的AR高表达肿瘤中均显著降低；树突状细胞（DCs）、常规树突状细胞（cDCs）、活化树突状细胞和未成熟树突状细胞（iDCs）相关特征在METABRIC和SCAN-B队列中显著降低。抗肿瘤M1型巨噬细胞相关特征在TCGA和METABRIC队列的AR高表达肿瘤中显著降低。上述结果表明，AR高表达的ER+/HER2-乳腺癌呈现免疫抑制性肿瘤微环境。

AR与ER+/HER2-乳腺癌ICI应答相关

在I-SPY2队列的II/III期ER+/HER2-乳腺癌患者中，AR高表达组的pCR率显著低于AR低表达组（24.2% vs. 70.6%，P=0.002）。AR的AUC为0.82，高于PD-1（0.73）和PD-L1（0.60），提示AR在ER+/HER2-乳腺癌中具有作为ICI应答预测性生物标志物的潜力。

AR表达以细胞类型特异性方式预测乳腺癌ICI应答

在GSE167036单细胞队列中，AR主要表达于上皮细胞，在内皮细胞、巨噬细胞、树突状细胞和T细胞中也有持续表达。排除上皮细胞后，AR在癌症相关成纤维细胞中表达最高，在巨噬细胞、肿瘤内皮细胞及多种免疫细胞群体中仍可检测到表达。在GSE246613三阴性乳腺癌队列中，ICI应答不仅与癌症上皮细胞中的AR表达负相关，也与内皮细胞、血管周围样细胞（PVL）和髓系细胞中的AR表达负相关，提示AR表达以细胞类型依赖方式与ICI疗效相关。

恩杂鲁胺治疗与ER+/HER2-乳腺癌中更具免疫活性的TME相关

在GSE271080队列中，氟维司群单药治疗未引起淋巴样或髓系免疫细胞浸润的显著变化。相比之下，恩杂鲁胺联合氟维司群治疗与总CD8+ T细胞、CD8+ T_cm和T_em细胞、树突状细胞（cDCs、pDCs和iDCs）以及抗肿瘤M1型巨噬细胞水平的显著升高相关，提示恩杂鲁胺的加入与更有利的免疫微环境相关。

四、讨论与结论

本研究发现AR高表达与ER+/HER2-乳腺癌中多种免疫细胞相关特征的降低及ICI应答受损相关。可能的机制之一是AR信号抑制主要组织相容性复合体I类（MHC-I）分子和抗原加工机器的表达，从而损害CD8+ T细胞介导的抗肿瘤免疫；AR抑制则可恢复MHC-I表达并促进肿瘤细胞的免疫识别。既往研究已报道AR信号在多种癌症类型中具有保守的免疫抑制作用，本研究进一步在ER+/HER2-乳腺癌中证实了AR表达与免疫抑制、ICI应答降低及AR抑制后免疫微环境重塑的关联。

本研究存在一定局限性：生物信息学分析不能确立确切机制；免疫浸润由转录组特征推断，可能无法完全反映功能性免疫状态；回顾性队列设计存在选择偏倚；ICI相关单细胞分析在三阴性乳腺癌队列中进行，可能限制结果向ER+/HER2-乳腺癌的外推性。尽管如此，在限定为PAM50 Luminal A型的TCGA队列中同样观察到AR高表达与免疫特征降低的关联，提示结果不太可能仅由内在亚型差异解释。

研究结论：在ER+/HER2-乳腺癌中，AR表达与转录组衍生的免疫细胞相关特征降低、ICI应答受损及AR抑制后的免疫重塑相关。