CD161作为头颈部鳞状细胞癌的预后生物标志物并预测免疫治疗反应

《Frontiers in Immunology》：CD161 serves as a prognostic biomarker and predicts immunotherapy response in head and neck squamous cell carcinoma

　　

背景：尽管免疫检查点抑制剂（ICIs）取得进展，但头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）患者的预后仍然较差，且缺乏可靠的预测临床结果的生物标志物。CD161是一种在多种T细胞亚群上表达的凝集素样受体，据报道可抑制T细胞毒性；然而，其在HNSCC中的预后和免疫学意义尚不清楚。方法：研究人员分析了来自TCGA数据库的HNSCC队列和四个GEO数据集（GSE6631, GSE102349, GSE159067, GSE103322）的转录组数据，以评估CD161表达、其预后意义及其与免疫浸润和功能通路的关系。利用单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据鉴定表达CD161的细胞亚群。通过免疫组化（IHC）在20对HNSCC和癌旁正常组织中进一步验证差异表达。此外，在一个独立的33例接受ICI治疗的患者队列中评估了CD161表达与免疫治疗反应之间的关联。结果：在TCGA队列和GSE6631数据集中，HNSCC组织中的CD161表达显著低于正常组织，这通过IHC分析进一步证实。高CD161表达与良好的预后相关，总生存期（OS）和疾病特异性生存期（DSS）更长，并且在多变量分析中仍是一个独立的保护因素（OS: 风险比 [HR] = 0.92, 95% 置信区间 [CI]: 0.86–0.99, p = 0.019; DSS: HR = 0.86, 95% CI: 0.78–0.96, p = 0.008）。CD161表达与CD8⁺ T细胞和调节性T细胞（Tregs）的浸润相关，也与多种免疫检查点分子相关，包括CD27、TIGIT、BTLA和PD-1。单细胞分析进一步将CD161主要定位于CD4⁺ T细胞。在GSE159067数据集中，高CD161表达与更长的无进展生存期（PFS）和总生存期（OS）相关。在研究人员接受ICI治疗的队列中，高CD161表达与更长的PFS和更高的客观缓解率（ORR）相关。结论：CD161在HNSCC中下调。较高的CD161表达与良好的预后和免疫炎症性肿瘤微环境相关，并可能预测对含ICI治疗的反应。这些发现表明CD161具有作为预后生物标志物的潜力，并可能有助于表征HNSCC中的肿瘤-免疫相互作用。

**论文解读：CD161作为头颈部鳞状细胞癌的预后生物标志物及免疫治疗反应预测因子**

**研究背景与意义**

头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）是全球第六大常见恶性肿瘤，每年新发病例超过90万，死亡病例超过45万。约60%–70%的患者初诊时已处于局部晚期或转移性阶段，预后较差。尽管免疫检查点抑制剂（ICIs）的引入显著改善了部分患者的生存，但免疫抑制和ICI耐药仍是治疗失败的主要原因。当前缺乏可靠的生物标志物来预测HNSCC患者对ICI治疗的疗效和预后。CD161（由杀伤细胞凝集素样受体B1基因KLRB1编码）是一种在多种免疫细胞亚群（包括CD4⁺ T细胞、CD8⁺ T细胞和调节性T细胞[Tregs]）上表达的凝集素样受体。既往研究表明，CD161通过与C型凝集素结构域家族2成员D（CLEC2D）相互作用，在胶质瘤浸润T细胞中发挥抑制性受体功能，负向调控抗肿瘤免疫，抑制T细胞毒性和细胞因子产生。然而，CD161在HNSCC中的预后和免疫学意义尚不明确，且其在不同肿瘤类型中的功能具有高度背景依赖性。因此，系统评估CD161在HNSCC中的表达、临床意义及免疫学特征，对于揭示新的预后生物标志物和治疗靶点具有重要临床价值。该研究发表在《Frontiers in Immunology》。

**主要关键技术方法**

研究人员利用来自癌症基因组图谱（TCGA）数据库的HNSCC队列（520个肿瘤样本，44个正常组织样本）和四个基因表达综合数据库（GEO）数据集（GSE6631、GSE102349、GSE159067、GSE103322）进行转录组分析。通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析GSE103322数据集（经质控后保留5902个细胞）以鉴定CD161表达细胞亚群。采用免疫组化（IHC）在20对HNSCC及癌旁正常组织（来自徐州医科大学附属医院）中验证差异表达。此外，回顾性纳入33例接受含ICI治疗（抗PD-1抑制剂联合化疗）的HNSCC患者（来自同一中心，2019年10月至2024年9月）作为独立验证队列，评估CD161表达与免疫治疗结局的关联。功能富集分析采用基因本体论（GO）、京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路分析和基因集富集分析（GSEA）。免疫细胞浸润分析采用Spearman相关性分析，免疫检查点分子关联分析采用Pearson相关性分析。生存分析采用Kaplan-Meier法和Cox比例风险回归模型。

**研究结果**

**3.1 CD161在HNSCC中表达降低**

通过TCGA队列和GSE6631数据集分析，CD161在HNSCC肿瘤组织中的mRNA水平显著低于正常组织（均p<0.05），并在20对配对样本的IHC染色中得到验证（p=0.014），表明CD161在HNSCC中下调。

**3.2 CD161表达与临床特征的关系**

在TCGA队列中，CD161表达与年龄、性别无显著相关性。在T分期中，T1期肿瘤CD161表达显著高于T3和T4期（均p<0.05），提示CD161在早期肿瘤中较高。与N分期和肿瘤总体分期相比，仅I期与IV期间存在显著差异（p=0.032）。

**3.3 CD161表达的预后意义**

Kaplan-Meier分析显示，高CD161表达组在TCGA队列中具有更长的总生存期（OS，p<0.001）和疾病特异性生存期（DSS，p<0.001）。多变量Cox回归分析证实，CD161表达是OS（HR=0.92，95%CI: 0.86–0.99，p=0.019）和DSS（HR=0.86，95%CI: 0.78–0.96，p=0.008）的独立保护因素。GSE102349数据集验证显示高CD161表达与更长的至事件时间（TTE）相关（p=0.024）。

**3.4 功能富集分析**

基于CD161中位表达水平，共鉴定出382个差异表达基因（DEGs）。GO分析显示这些基因主要富集于质膜外侧、免疫受体活性、白细胞介导免疫及免疫效应过程调控。KEGG通路分析揭示细胞因子-细胞因子受体相互作用是最显著富集的通路。GSEA显示KLRB1表达与淋巴细胞活化和T细胞活化等免疫相关通路正相关，与表皮细胞分化发育通路负相关。

**3.5 CD161表达与免疫细胞浸润和免疫检查点的关联**

Spearman相关性分析表明，CD161表达与CD8⁺ T细胞（R=0.532）、活化记忆CD4⁺ T细胞（R=0.399）、滤泡辅助T细胞（Tfh，R=0.401）、Tregs（R=0.401）等效应/记忆免疫细胞亚群呈正相关；与M0巨噬细胞（R=-0.467）、静息NK细胞（R=-0.171）等呈负相关。Pearson分析显示CD161与多个免疫检查点分子呈强正相关，包括CD27（R=0.82）、BTLA（R=0.82）、TIGIT（R=0.80）和PD-1（R=0.78）。

**3.6 CD161主要在CD4⁺ T细胞中表达**

单细胞RNA测序分析（GSE103322）鉴定出20个细胞簇，注释为九种主要细胞类型。CD161表达主要定位于T细胞群。进一步T细胞亚群分析发现，一个高表达CD161的CD4⁺ T细胞群体共表达细胞毒性标志物（GZMB）和T细胞活化/耗竭标志物（SELL、PD-1、CTLA-4），提示其处于过渡或活化免疫状态。

**3.7 CD161与接受免疫治疗的HNSCC患者预后的关系**

在GSE159067数据集中，高CD161表达组患者PFS（p=0.018）和OS（p=0.012）显著更长。在机构免疫治疗队列（33例患者）中，高CD161表达组客观缓解率（ORR）显著高于低表达组（75.0% vs. 35.3%，p=0.037），且疾病控制率（DCR）有数值提高（87.5% vs. 76.5%，p=0.656）。Kaplan-Meier分析显示低CD161表达组PFS显著短于高表达组（8.9个月 vs. 16.8个月，p=0.045）。

**讨论与结论**

讨论部分指出，CD161在HNSCC肿瘤中表达降低，且高表达与良好预后相关，这与泛癌分析结果一致。CD161高表达肿瘤呈现免疫炎症性微环境，富集活化效应T细胞，并与多种免疫检查点分子共表达。单细胞分析表明CD161主要表达于CD4⁺ T细胞，且这群细胞共表达细胞毒性和活化标志物，可能对PD-1阻断治疗敏感。研究结论：CD161在HNSCC中下调，较高表达与良好预后和免疫炎症性肿瘤微环境相关，并可能预测对含ICI治疗的反应。这些发现表明CD161具有作为预后生物标志物的潜力，并可能有助于表征HNSCC中的肿瘤-免疫相互作用。研究局限性包括样本量较小、未进行CD4或PD-1共定位、队列以鼻咽癌为主等，未来需通过多中心队列、多重免疫荧光、空间转录组学及机制研究进一步验证。