HLA I类分子表达与肿瘤免疫浸润共同塑造结肠癌免疫微环境组成

《Neoplasia》:HLA class I expression and tumor immune infiltration together shape colon cancer immune contexture

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月03日 来源:Neoplasia 4.8

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  背景:HLA I类分子(包括经典的HLA I类分子(class Ia:HLA-A、-B、-C)和非经典的HLA I类分子(class Ib:HLA-E、-F、-G))对结肠癌肿瘤免疫微环境塑造的相对贡献仍未得到充分定义。研究人员研究了它们的表达模式与免疫浸润和

  
背景:HLA I类分子(包括经典的HLA I类分子(class Ia:HLA-A、-B、-C)和非经典的HLA I类分子(class Ib:HLA-E、-F、-G))对结肠癌肿瘤免疫微环境塑造的相对贡献仍未得到充分定义。研究人员研究了它们的表达模式与免疫浸润和临床结局的关系。方法:在一个包含280例结肠癌的回顾性队列中,研究人员通过免疫组织化学评估了HLA I类分子(class Ia和class Ib)的表达,并量化了CD45阳性免疫细胞浸润。这些特征与临床病理变量、微卫星不稳定性(MSI)状态以及先前建立的基因组免疫特征进行了相关性分析。结果:HLA I类分子(class Ia)高表达和CD45阳性细胞浸润增加分别与较好的总生存期、疾病特异性生存期和无进展生存期相关。CD45阳性密度与免疫排斥恒定特征(ICR)评分密切相关。HLA I类分子(class Ia)缺失在晚期和MSI-H肿瘤中更为常见。在HLA I类分子(class Ib)中,仅HLA-E表达与较好的疾病特异性生存期和无进展生存期相关。整合分析确定了三种具有不同预后特征的免疫表型;以HLA I类分子(class Ia)高表达、HLA I类分子(class Ib)低表达和CD45阳性浸润高为特征的肿瘤预后最佳。结论:结肠癌的免疫原性由HLA I类分子表达和免疫浸润的协调模式共同塑造。将HLA I类分子(class Ia/Ib)表达与免疫细胞密度相结合,可提供更精细的肿瘤免疫表型分层,并可能支持个体化免疫治疗决策。
**结肠癌免疫微环境中的HLA I类分子表达与肿瘤免疫浸润:一项整合性免疫表型分析**

**一、研究背景与目的**

结肠癌是全球范围内导致癌症相关死亡的主要恶性肿瘤之一。尽管外科技术及其他治疗手段不断进步,患者预后仍高度异质,尤其是中期疾病患者。肿瘤免疫微环境(tumor immune microenvironment, TIME)在影响疾病进展和治疗反应中发挥关键作用。免疫检查点抑制剂在微卫星不稳定性高(microsatellite instability-high, MSI-H)结肠癌中的临床成功凸显了免疫监视的重要性,然而大部分微卫星稳定(microsatellite stable, MSS)肿瘤对免疫治疗无响应,提示可能存在免疫启动不足或主动免疫逃逸。人类白细胞抗原(human leukocyte antigen, HLA)I类分子包含两类主要群体:经典的HLA I类分子(class Ia:HLA-A、-B、-C)向CD8?细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxic T lymphocytes, CTLs)呈递肿瘤源性抗原;非经典的HLA I类分子(class Ib:HLA-E、-F、-G)主要参与免疫调节。HLA I类分子(class Ia)表达缺陷是明确的免疫逃逸策略,而HLA I类分子(class Ib)通过与自然杀伤(natural killer, NK)细胞和T细胞上的抑制性受体结合影响免疫调节。先前研究已分别探索了抗原呈递和免疫浸润在结肠癌中的作用,但HLA I类分子(class Ia)表达水平与CD45阳性肿瘤浸润免疫细胞密度之间的具体关系,尤其是与DNA微卫星状态和临床结局的关联,尚未完全阐明。鉴于肿瘤免疫相互作用的复杂性,单一的免疫标志物评估可能不足以反映其对患者预后的影响,整合多种免疫参数的复合免疫表型分型方法可能提供更全面且有生物学意义的肿瘤分类。本研究旨在系统分析结肠癌患者队列中HLA I类分子(class Ia:HLA-A、-B、-C)和HLA I类分子(class Ib:HLA-E、-F、-G)的肿瘤表达及免疫细胞浸润程度,并探讨其与临床病理特征(包括DNA微卫星状态、共识分子亚型(Consensus Molecular Subtypes, CMS)、免疫排斥恒定特征(Immunologic Constant of Rejection, ICR)和临床结局)的单独及相互关联。

**二、研究方法概述**

该研究基于AC-ICAM项目中的280例结肠癌福尔马林固定石蜡包埋(formalin-fixed paraffin-embedded, FFPE)原发肿瘤样本,为回顾性队列研究。研究采用多重免疫组织化学(immunohistochemistry, IHC)双染技术评估HLA I类分子(class Ia)、HLA-E、HLA-G表达及CD45阳性肿瘤浸润免疫细胞密度,其中细胞外基质(extracellular matrix, ECM)染色用于区分肿瘤间质与肿瘤上皮;HLA-F因技术限制采用常规单染IHC评估。表达量化采用半自动化图像分析或人工计数,并由双人盲法评估(Cohen's Kappa > 0.8)。基于预定义截断值,将HLA I类分子(class Ia)表达分为Loss(<25%)与Retained(≥25%),HLA-E/HLA-G分为阴性、低表达与高表达,HLA-F分为阴性、低表达与高表达,CD45阳性细胞密度按中位数分为高低两组。转录组及全外显子测序数据(CMS分类、ICR聚类、MANTIS算法确定的MSI状态)来自原始发表数据。统计分析采用Mann–Whitney U检验、Kruskal–Wallis检验、Kaplan–Meier生存分析及Cox回归分析。

**三、研究结果**

**1. HLA I类分子(class Ia和class Ib)表达及CD45阳性细胞密度的分布特征**

在280例结肠癌队列中,HLA-E和HLA-F分别在61.6%和62.4%的肿瘤中呈阳性表达,阳性病例中高低表达约各占一半;HLA-G阳性率较低(17.6%),且以低表达为主。HLA I类分子(class Ia)Retained(保留表达,≥25%)占83.6%,Loss(缺失,<25%)占16.4%;在Retained病例中,低覆盖(25%–<75%)占77%,高覆盖(≥75%)仅占23%。HLA I类分子(class Ia)Retained比例在不同CMS亚型中存在差异,CMS1中最低(即Loss最富集),CMS4中最高;Retained比例从I期到IV期逐步下降,IV期Loss比例最大;ICR-High肿瘤中Retained比例更高;MSI-H肿瘤较MSS肿瘤更倾向于Loss。CD45阳性细胞密度高组在CMS1中更常见,随AJCC分期升高而降低,随ICR升高而增加,并在MSI-H肿瘤中富集。

**2. HLA I类分子(class Ia)高表达和CD45阳性细胞密度增加与生存改善相关**

Kaplan–Meier生存分析显示,HLA I类分子(class Ia)高表达与较好的疾病特异性生存期(disease-specific survival, DSS)和无进展生存期(progression-free survival, PFS)显著相关;CD45阳性细胞密度高的患者在所有生存终点(总生存期(overall survival, OS)、DSS、PFS)均显示更长的生存期。在HLA I类分子(class Ib)中,HLA-E高表达与改善的DSS和PFS相关,且HLA I类分子(class Ia)与HLA-E表达水平之间存在显著正相关,支持HLA I类分子(class Ia)通过信号肽提供稳定HLA-E表面呈递的作用。HLA-F和HLA-G表达与生存结局无显著关联。

**3. HLA I类分子(class Ib)与免疫活性的关系**

按HLA I类分子(class Ib)状态分组比较ICR评分发现,HLA-F和HLA-G阳性病例的ICR评分较高,而HLA-E无显著差异。进一步分析显示HLA-E和HLA-F更常在ICR高评分的肿瘤中表达,与HLA I类分子(class Ia)和CD45阳性细胞密度的表达模式相似,表明HLA I类分子(class Ib)表达与更活跃的肿瘤免疫微环境相关。在ICR-high亚组中进行分层生存分析,HLA-E、HLA-F或HLA-G的表达均与OS、DSS、PFS无显著关联,提示在已富含免疫活性的肿瘤中,HLA I类分子(class Ib)不独立影响临床结局。

**4. 肿瘤免疫表型与生存的关联**

基于HLA I类分子(class Ia)表达、HLA I类分子(class Ib)表达(HLA-E、-F、-G)及CD45阳性细胞密度的组合特征,研究确定了三种具有不同预后意义的免疫表型:表型A(n = 22)以HLA I类分子(class Ia)高表达和CD45阳性细胞密度高且HLA-E、-F、-G均不表达为特征;表型B(n = 217)包括仅HLA I类分子(class Ia)高表达或CD45阳性细胞密度高(但非两者兼具),或两者均高但同时伴有HLA I类分子(class Ib)高表达;表型C(n = 28)以HLA I类分子(class Ia)低表达和CD45阳性细胞密度低为特征,不论HLA I类分子(class Ib)状态。这三种免疫表型与显著不同的生存结局相关,其中表型A预后最佳,表型C预后最差。Cox多因素回归分析显示,AJCC分期和免疫表型是OS的独立预测因子;而HLA I类分子(class Ia)表达和CD45阳性细胞密度在单因素分析中显著但未在多因素模型中保留独立显著性,表明其联合效应更好地反映在免疫表型分类中。

**四、讨论与结论**

本研究表明,HLA I类分子(class Ia)表达保留和CD45阳性细胞密度增加与结肠癌患者更好的生存结局相关,强调了抗原呈递能力和免疫细胞浸润在有效肿瘤控制中的重要性。MSI-H肿瘤中HLA I类分子(class Ia)表达缺失更常见,可能反映了炎症性肿瘤微环境中选择性压力驱动的适应性免疫逃逸,但研究同时指出,所用抗体(EMR8-5)检测的是pan–HLA I类分子重链,未直接评估β2-微球蛋白(beta-2-microglobulin, B2M),因此MSI-H肿瘤中功能性HLA-I完全丢失的频率可能被低估。HLA-E表达与改善的DSS和PFS相关,这一发现与其通过NKG2A/CD94介导的经典免疫抑制角色形成对比,提示HLA-E在某些条件下可能通过向非常规T细胞亚群(如NKG2C?CD8?T细胞)呈递抗原肽而促进抗肿瘤免疫,且HLA-E的表面水平部分取决于现有HLA I类分子(class Ia)景观提供的信号肽供应。整合多个免疫标志物所确定的三种免疫表型独立于MSI状态和ICR分类提供预后信息,为优化风险分层和个体化免疫治疗决策提供了实用框架。该研究的局限性包括需在独立队列中进行前瞻性验证、潜在机制仍需功能学研究阐明,以及未来可整合免疫检查点表达、肿瘤突变负荷和空间免疫分析等参数进一步优化免疫表型分类。总之,该研究揭示了HLA I类分子(class Ia/Ib)和免疫细胞浸润在影响结肠癌结局中的重要性,通过组合多个免疫标志物识别出反映肿瘤-免疫相互作用多样性的独特免疫表型,为理解结肠癌免疫逃逸和控制机制奠定了基础,并为其在免疫治疗中的潜在相关性提供了研究依据。该论文发表于《Neoplasia》。
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