: 靶向候选间质免疫检查点：细胞衰老特征识别结直肠癌中通过预测的COMP–CD47轴与CD8+ T细胞排斥相关的COMP+癌相关成纤维细胞

《Journal of Advanced Research》：Targeting a candidate stromal immune checkpoint: a cellular senescence signature identifies COMP? cancer-associated fibroblasts associated with CD8? T-cell exclusion via a predicted COMP–CD47 axis in colorectal cancer

　　

背景：结直肠癌(CRC)对免疫治疗的耐药性与免疫抑制性肿瘤微环境(TME)密切相关，其中癌相关成纤维细胞是关键调节因子。细胞衰老和衰老相关分泌表型(SASP)越来越被认为是CAF活性的驱动因素，但它们在CRC中的系统预后和免疫调节价值仍不明确。
方法：研究人员利用TCGA-COADREAD队列的转录组和临床数据，筛选了差异表达的细胞衰老相关基因(DE-CSRGs)并构建了预后特征，在独立的GEO队列(GSE39582)中进行了外部验证。整合多组学分析——功能富集、免疫浸润估计、单细胞和空间转录组学以及配体-受体推断——来表征相关的生物学特征，并在独立的pMMR CRC队列中通过多重免疫荧光和免疫组化在蛋白质水平验证了研究结果。
结果：研究人员建立并验证了一个五基因衰老特征(COMP, MMP3, MMP1, EPHX4, PLCD4)。在调整肿瘤纯度、间质含量和CMS亚型后，该特征仍然是独立的预后因素，并在间质型(CMS4)亚型中富集。高危组表现出间质重塑、上皮-间质转化和伴有CD8⁺ T细胞排斥的免疫抑制表型。单细胞分析将COMP定位于表现出非炎症性衰老表型的肌成纤维细胞CAF亚群（上调CDKN2A/CDKN1A/SERPINE1，抑制IL6/NF-κB SASP）。空间转录组学和组织染色证实了COMP⁺ CAF与CD8⁺ T细胞密度降低的空间共定位。配体-受体推断指定凝血酶敏感蛋白家族的COMP-CD47对作为与此免疫排斥表型相关的预测相互作用，但尚未证明其因果关系。
结论：研究人员描述了一种由衰老特征定义并与COMP⁺ CAF相关的免疫抑制性CRC亚型。研究人员提出预测的COMP-CD47轴是一个候选的间质免疫检查点，值得进行功能验证，而不是一个既定的治疗靶点。

结直肠癌(CRC)是全球癌症相关死亡的主要原因之一。尽管免疫检查点抑制剂在部分癌症治疗中取得了革命性进展，但其对CRC的疗效主要局限于错配修复缺陷/微卫星不稳定高(dMMR/MSI-H)的肿瘤。对于占大多数的错配修复完整/微卫星稳定(pMMR/MSS)CRC患者，肿瘤微环境(TME)呈现出T细胞排斥和深度免疫抑制的特征，成为免疫治疗的巨大障碍。在复杂的TME中，癌相关成纤维细胞是肿瘤进展和耐药的关键调节因子，能重塑细胞外基质(ECM)并分泌细胞因子塑造免疫抑制微环境。研究指出，细胞衰老和衰老相关分泌表型(SASP)是CAF多样性和促肿瘤活性的重要驱动因素。然而，目前缺乏将细胞衰老途径在系统层面整合以解码TME中衰老相关基因如何与免疫抑制和临床预后相关联的生物信息学研究。为填补这一空白，由Yingying Chen等人开展的研究识别了CRC中差异表达的细胞衰老相关基因并构建了独立于间质含量的预后特征，阐明了与该特征相关的免疫抑制性、富间质TME，并将软骨寡聚基质蛋白(COMP)确定为核心间质生物标志物。研究发现COMP定位于与CD8⁺ T细胞排斥空间相关的衰老CAF亚群，并提出了预测的COMP-CD47轴作为候选间质免疫检查点。该研究为理解CRC中衰老相关间质重编程提供了框架，提出了未来针对间质研究的新假设，具有重要的理论和临床转化意义。该论文发表在《Journal of Advanced Research》上。

研究人员获取了TCGA-COADREAD队列的转录组和临床数据，以及GEO数据库中GSE39582和GSE17538队列进行外部验证。通过DESeq2和最小绝对收缩和选择算子(LASSO)Cox回归筛选差异表达的细胞衰老相关基因(DE-CSRGs)并构建五基因预后特征。利用基因集富集分析(GSEA)、CIBERSORT和ESTIMATE算法进行功能富集和免疫浸润分析。结合单细胞RNA测序(EMTAB8107和GSE166555队列)和空间转录组学(10x Visium HD数据)解析COMP的细胞定位和空间分布。采用CellChat进行配体-受体推断。在包含16例pMMR CRC患者肿瘤及5例癌旁组织的独立队列中，通过多重免疫荧光和免疫组化在蛋白水平验证研究结果。

结直肠癌中细胞衰老相关基因集的识别和预后特征的构建
研究人员从GeneCards数据库获得了4336个CSRGs。通过分析TCGA-COADREAD队列中650个CRC肿瘤和51个正常组织的转录组数据，筛选出66个DE-CSRGs。这些基因在CRC发生过程中存在差异表达且具有显著的基因组变异。通过单因素Cox和LASSO回归，构建了由COMP, MMP3, MMP1, EPHX4和PLCD4组成的五基因预后特征。根据中位风险评分将患者分为高低风险组，高风险组患者总生存率显著较差，该特征是独立的预后预测因子。

独立分析中风险模型的预后表现
在独立队列和标准临床特征的对比中，该风险评分在预测1、3、5年生存率方面表现出优于常规临床参数的准确性。构建的整合风险评分、年龄和静脉侵犯的列线图表现出良好的预测性能和临床净收益。降维分析和与肿瘤免疫功能障碍和排斥(TIDE)模型的头对头比较进一步证实了该模型卓越的分类和预测能力。

预后特征描绘了免疫抑制、富间质的肿瘤微环境
GSEA分析表明高风险组在KRAS信号、TGF-β介导的上皮-间质转化(EMT)等途径富集。CIBERSORT和ESTIMATE分析揭示高风险肿瘤具有免疫抑制微环境和富间质特征，表现为调节性T细胞和M2巨噬细胞浸润增加，且间质型(CMS4)亚型显著富集。尽管调整了间质含量等因素，风险评分仍是独立的预后因素。TIDE框架分析证实了高风险肿瘤中T细胞功能障碍和CAF浸润是主要的免疫逃逸机制。此外，高风险组表现出较低的CD274(PD-L1)表达，且其免疫抑制性微环境可抵消高肿瘤突变负荷(TMB)带来的潜在生存益处。

COMP成为具有可靠诊断和预后价值的核心间质生物标志物
在5个特征基因中，COMP在多项独立标准中综合优先级最高。在TCGA和多个GEO队列中，COMP在CRC组织中表达上调，且其表达水平在区分肿瘤与对照组织方面具有高诊断价值。生存分析表明，COMP高表达与较差的总生存期(OS)显著相关，在多个独立队列中得到了验证，巩固了其重要的预后价值。

单细胞和空间转录组学将COMP⁺成纤维细胞定位于免疫排斥微环境
单细胞分析显示COMP主要表达于成纤维细胞/间质区室，并富集于肌成纤维细胞CAF亚群。COMP高表达CAF具有更高的衰老评分，表现为CDKN2A等效应分子上调而促炎SASP受到抑制，呈非炎症性衰老表型。细胞通讯分析揭示了CAF与CD8⁺ T细胞之间由凝血酶敏感蛋白(THBS)-CD47通路等主导的免疫抑制性相互作用。空间转录组学分析证实COMP在空间上与CAF标志物共定位，且CD8A表达随着靠近COMP高表达区域而降低，支持了CD8⁺ T细胞的空间排斥。

组织水平验证：多重免疫荧光和免疫组织化学
在独立的pMMR CRC队列中，多重免疫荧光证实COMP蛋白与CAF在肿瘤间质中共分布，且COMP与CD47蛋白存在共分布。免疫组化分析表明，在COMP高表达的间质区域，CD8⁺ T细胞浸润减少。定量分析显示，COMP高表达肿瘤的间质CD8⁺密度显著低于COMP低表达肿瘤，在组织水平提供了COMP⁺ CAF相关免疫排斥的支持证据。

治疗启示：预测免疫疗法和化学疗法反应
免疫表型评分(IPS)分析显示低风险组在CTLA4阻断中可能具有更优的反应，而在PD-1抑制中无显著差异。药物敏感性预测表明低风险组对5-氟尿嘧啶(5-FU)和奥沙利铂的敏感性更高，而高风险组对拉帕替尼和阿法替尼表现出更高的耐药性。高风险患者表现出对免疫排斥和常规化疗的双重耐药表型。

研究人员系统地解码了CRC中细胞衰老、TME与临床预后之间的关系。研究开发的五基因衰老相关预后特征能有效区分CRC患者的风险，并揭示了一种以广泛间质激活和深度免疫抑制为特征的TME亚型。该表型的核心与表达COMP的CAF相关，研究提出COMP⁺ CAF通过预测的COMP-CD47相互作用作为间质免疫检查点，为部分CRC患者的免疫排斥提供了可能的机制解释。COMP作为一种THBS家族的基质细胞蛋白，可能通过CD47途径传递抑制信号，促进T细胞功能障碍或排斥，这与传统的以肿瘤细胞为中心的免疫检查点不同。COMP高表达CAF表现出的非炎症性衰老表型也印证了免疫逃避可能通过CD47轴而非炎症细胞因子信号传导进行。研究创新性地将衰老相关转录程序、特定CAF亚群和候选免疫检查点通路整合，提供了更全面的机制理解。同时，该特征对预后分层、指导个体化化疗及CTLA-4阻断治疗具有临床转化潜力。靶向COMP-CD47轴有望成为重编程免疫抑制微环境的新型间质免疫治疗策略。研究也具有局限性，COMP-CD47相互作用及其功能后果仍需通过共培养系统等实验模型进行严谨验证，且需在前瞻性队列中进一步确认。结论指出，研究揭示了一种定义免疫“冷”CRC亚型的衰老相关间质程序，识别COMP⁺ CAF为该表型的候选贡献者，并提出预测的COMP-CD47相互作用是与免疫排斥相关的候选机制。这些发现推进了对CRC间质生物学的理解，也为开发新型生物标志物和克服免疫治疗耐药的间质靶向治疗策略铺平了道路。