腹膜驻留巨噬细胞在结直肠癌腹膜转移中构成免疫抑制微环境
作者及机构
本研究由J. Saris、A. Y. F. Li Yim等18位作者共同完成，主要来自荷兰阿姆斯特丹大学医学中心（Amsterdam UMC）等机构，合作单位包括多个欧洲研究团队。论文于2025年4月17日发表在Nature Communications（DOI: 10.1038/s41467-025-58999-6）。
学术背景
科学领域：肿瘤免疫学与转移微环境。
研究动机：结直肠癌腹膜转移（Peritoneal Metastasized Colorectal Cancer, PM-CRC）患者预后极差（中位生存期<12个月），且对免疫检查点阻断疗法（Immune Checkpoint Blockade, ICB）反应率低。既往研究表明，腹膜转移的免疫抑制特性可能与肿瘤细胞外在机制相关，但具体机制不明。
关键科学问题：腹膜腔是否存在独特的免疫抑制微环境？其细胞组成与功能如何驱动PM-CRC的免疫逃逸？
研究流程与方法
1. 样本收集与单细胞测序分析
- 研究对象：
- 健康对照（HC）：5例食管贲门失弛缓症患者的腹膜灌洗液（Peritoneal Fluid, PF），无腹腔免疫异常。
- PM-CRC患者：13例确诊患者（92.3%为微卫星稳定型MSS），匹配8例腹膜转移瘤（PM）样本。
- 验证队列：6例胃癌腹膜转移（PM-GC）患者。
- 技术方法：
- 单细胞多组学：结合单细胞RNA测序（scRNA-seq）和细胞表面蛋白测序（CITE-seq），分析PF和PM中的免疫细胞组成。
- 公共数据比对：整合结肠（Gut Cell Atlas）和肝脏（Liver Cell Atlas）的单细胞数据集，对比不同器官巨噬细胞特征。
- 新型标记基因：通过差异表达分析（DEGs）和基因集富集（KEGG），鉴定巨噬细胞亚群的免疫抑制相关基因（如VSIG4、C1QA、SPP1）。
2. 巨噬细胞亚群功能解析
- 亚群分类：
- 单核样腔巨噬细胞（Mono-CMs）：高表达CCR2和VCAN，具有分化潜能。
- C1Q+巨噬细胞：高表达补体因子C1QA和TREM2，呈现抗炎表型。
- SPP1+巨噬细胞：表达促纤维化因子SPP1（骨桥蛋白），与肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）特征重叠。
- 功能验证：
- 免疫抑制因子：PM-CRC中，巨噬细胞的IL10和VEGFA表达升高，抗原呈递分子（如HLA-DR）下调。
- 临床相关性：PF中IL-10和VEGF蛋白水平与腹膜癌指数（PCI）评分正相关（Spearman ρ=0.44–0.48）。
3. 临床前模型验证
- 小鼠模型：
- PKH26标记实验：证实61%的腹膜巨噬细胞直接浸润转移瘤。
- 联合治疗：抗CSF1R（巨噬细胞耗竭）联合抗PD1显著降低肿瘤负荷（p=0.005），延长生存期（p=0.0001），部分小鼠实现完全缓解。
主要结果
腹膜免疫系统的独特性：
- 健康腹膜中，C1Q+和SPP1+巨噬细胞占比高达41.4%，显著高于结肠（8倍）和肝脏（18倍）。
- 这些巨噬细胞高表达免疫抑制基因（如MRC1、TREM2），与TAMs特征相似。
PM-CRC的免疫逃逸机制：
- 肿瘤微环境中，SPP1+巨噬细胞占比47.7%，通过分泌IL-10和VEGF抑制CD8+ T细胞浸润。
- 巨噬细胞耗竭后，肿瘤内CD8+ T细胞活性显著提升（p=0.038）。
跨癌种普适性：
- PM-GC患者同样显示C1Q+和SPP1+巨噬细胞富集，提示腹膜微环境的保守性。
结论与意义
科学价值：
- 首次系统揭示腹膜驻留巨噬细胞（PRMs）构成PM-CRC的免疫抑制生态位，其SPP1+亚群为潜在治疗靶点。
- 提出“器官特异性免疫逃逸”理论，解释腹膜转移对ICB的耐药性。
应用价值：
- 临床转化：抗CSF1R联合PD1抑制剂可作为PM-CRC的潜在疗法。
- 技术革新：多组学整合策略为肿瘤微环境研究提供新范式。
研究亮点
- 发现创新：SPP1+巨噬细胞是腹膜转移的特有亚群，与预后直接相关。
- 方法创新：CITE-seq首次应用于腹膜免疫图谱，实现转录组与蛋白组的双维解析。
- 模型创新：PKH26标记技术证实巨噬细胞的局部迁移机制。
局限与展望：
- 需验证SPP1+巨噬细胞是否通过代谢重编程（如脂质代谢）促进免疫抑制。
- 临床试验需评估CSF1R抑制剂的安全性。
（注：专业术语如CITE-seq首次出现时标注为“细胞转录组与表位测序”）