通过人类半肝灌注与空间转录组学技术，揭示了微卫星稳定的结直肠癌肝转移灶中内皮细胞无反应性及T细胞排斥现象的证据

《Molecular Cancer》：Evidence of endothelial anergy and T-cell exclusion in microsatellite stable colorectal liver metastases revealed through human hemi-liver perfusion and spatial transcriptomics

　　

摘要

背景

结直肠癌肝转移是该疾病的晚期阶段，目前对免疫疗法仍存在较大抵抗性，其背后的免疫逃逸机制也尚未被充分理解。通过针对活体人类组织及固定组织的新型观察方法，我们分析了微卫星稳定的结直肠癌肝转移灶及其周围肝脏微环境在空间和分子层面的特征。

方法

首先，我们将常体温下肝脏机械灌注技术重新应用于作为微卫星稳定型结直肠癌肝转移的临床前模型，从而能够通过生理血管途径将标记过的T细胞输送到携带肿瘤的活体人类肝脏中。其次，为解析肝脏微环境，我们对约190万个细胞的微卫星稳定型结直肠癌肝转移灶及其邻近肝脏的转录组进行了单细胞分辨率的空间定位分析，并使用19种标记物对另一组样本进行了多重免疫荧光检测以验证结果。

结果

T细胞可以轻易从肿瘤周围的肝脏中渗出，但却无法进入微卫星稳定型的结直肠癌肝转移灶。空间分析显示，不同区域的内皮细胞表型会逐渐发生变化：从正常肝脏中的无炎症状态，到肿瘤周围高度炎症状态的内皮细胞，最终变为结直肠癌肝转移灶内的无功能、具有血管生成特性的内皮细胞群，这类细胞表达用于T细胞渗出的黏附分子的水平较低。在肿瘤周围肝脏中渗出的CD4 T细胞虽然具有TCR反应性，但已处于耗竭状态；而结直肠癌肝转移灶内的CD4 T细胞则表现出应激反应、细胞因子基因表达受损以及TCR反应性降低，且存在于缺氧微环境中。这些不同的CD4 T细胞表型与肿瘤周围区域和肿瘤内部的纤维母细胞-髓系细胞微环境密切相关。

结论

基于上述观察结果，微卫星稳定型的结直肠癌肝转移不仅会阻碍T细胞渗出，还会引发肿瘤内部内皮细胞的无功能状态、肿瘤周围T细胞的耗竭以及肿瘤内部T细胞的应激反应。需要进一步开展机制研究来验证这些发现，并为新型免疫疗法的开发提供指导。