一、写在前面文章Siglec-9 acts as an immune-checkpoint molecule on macrophages in glioblastoma, restricting T-cell priming and immunotherapy response发布于2023年《Nature Cancer》。胶质母细胞瘤GBM对以PD-1抑制剂为代表的免疫检查点阻断ICB疗法普遍耐受但其深层机制尚未完全阐明。研究表明肿瘤相关巨噬细胞TAMs在塑造GBM的免疫抑制微环境中扮演了核心角色其高度的异质性和可塑性是影响免疫治疗疗效的关键。尽管研究已揭示TAMs包含小胶质细胞来源和单核细胞来源等不同亚群并且其比例在肿瘤初发与复发阶段会发生动态演变然而驱动免疫抑制性TAM亚群在ICB治疗压力下得以维持并导致治疗失败的关键分子及其调控机制仍是当前领域内的研究空白与亟待解决的核心问题。此项研究通过整合单细胞RNA测序空间转录组学ST技术对来自新诊断、复发及接受帕博利珠单抗抗PD-1与安罗替尼抗血管生成联合治疗的GBM患者队列进行了高分辨率解析。研究团队不仅系统描绘了GBM中TAMs的功能与表型异质性图谱更重要的是鉴定出一个与ICB治疗耐药密切相关的SIGLEC9 TAM亚群。该亚群在对抗PD-1治疗无应答的患者中特异性富集并持久存在提示其可能是介导免疫逃逸的“耐药枢纽细胞”。研究的创新性发现与科学价值在于1.首次将GBM的ICB耐药性与一个功能特化的SIGLEC9 TAM亚群直接关联为理解治疗失败提供了新的细胞生物学基础。2.揭示跨物种靶点通过反向转化研究证实靶向小鼠中的同源分子Siglec-E能够有效增强ICB对胶质瘤的治疗效果这为将SIGLEC9/Siglec-E通路作为治疗靶点提供了坚实的临床前实验证据。3.提出联合治疗新策略研究成果强有力地论证了靶向Siglec-9/Siglec-E通路与现有ICB疗法联用的可行性为克服GBM的免疫治疗耐药性提供了一个极具转化前景的新型联合治疗策略。这项工作清晰地揭示了SIGLEC9 TAMs是GBM免疫抑制微环境中的关键协调者和ICB治疗失败的驱动因素不仅深化了我们对肿瘤髓系免疫生物学复杂性的理解也为开发针对GBM及其他难治性肿瘤的下一代免疫疗法指明了新的方向。二、主要内容1. 新辅助治疗重塑GBM微环境的单细胞与空间图谱主要结果将24例患者分为新诊断、复发和新辅助治疗组新辅助治疗组又根据疗效分为应答者和无应答者scRNA-seq构建了包含149,048个细胞的图谱显示巨噬细胞是主要免疫群体且其比例随疾病进展而下降空间转录组揭示了肿瘤核心与瘤旁区域不同的基因表达程序肿瘤核心高表达缺氧、血管生成、炎症相关通路结论GBM的微环境在疾病进展和治疗后发生动态变化具有明显的空间异质性。2. GBM中单核来源的SIGLEC9巨噬细胞具有双重功能主要结果将髓系细胞分为9个亚群包括小胶质细胞、单核细胞和不同的TAMs鉴定出两个关键的单核来源的SIGLEC9 TAM亚群SIGLEC9SEPP1 TAMs 和 SIGLEC9MARCO TAMs这两个亚群在无应答者中富集并且表现出双重功能既富集免疫激活通路也富集免疫抑制通路提示其高度可塑性熵值分析和RNA速率证明是SIGLEC9而非SEPP1或MARCO在维持这两个亚群的稳态中起主导作用空间共定位分析表明它们与CD14单核细胞密切相关支持其单核来源。结论SIGLEC9 TAMs是功能复杂、源自单核细胞的关键免疫抑制亚群与治疗耐药相关。3. SIGLEC9 TAMs在免疫治疗后的持续存在主要结果SIGLEC9 基因在无应答者的TAMs中表达最高空间分析显示无应答者的肿瘤核心富集SIGLEC9MARCO TAMs在应答者中SIGLEC9 TAMs 表现出更强的T细胞趋化能力跨数据集比较证实本研究中的SIGLEC9 TAMs与其他研究中的免疫抑制性髓系亚群高度相似。结论SIGLEC9 TAMs的持续存在与抗PD-1治疗耐药密切相关。4. Siglec-E缺失抑制肿瘤生长并预示不良预后主要结果临床队列分析TCGA数据和组织芯片显示高SIGLEC9表达或高SIGLEC9 TAM比例与患者总生存期缩短显著相关小鼠模型Siglece鼠源同源基因缺失能显著抑制原位和皮下胶质瘤的生长并延长小鼠生存期细胞过继实验证明是巨噬细胞而非树突状细胞是Siglec-E介导肿瘤抑制功能的主要细胞类型。结论Siglec-E是GBM中一个重要的免疫治疗靶点其功能主要通过巨噬细胞实现。5. Siglec-E缺失激活巨噬细胞和T细胞主要结果scRNA-seq和流式细胞术显示Siglece-/-小鼠肿瘤中效应T细胞、NK细胞、DC等免疫细胞浸润显著增加Siglece-/-巨噬细胞高表达招募和激活T细胞的趋化因子如Ccl3, Ccl4, Cxcl9, Cxcl10和炎症因子Siglece-/-巨噬细胞能更有效地激活CD4和CD8 T细胞促进其增殖和效应功能如IFN-γ产生在WT小鼠中肿瘤生长过程中巨噬细胞而非DC上的Siglec-E表达上调提示其作为一个可诱导的免疫检查点。结论靶向Siglec-E通过激活巨噬细胞并促进其招募和激活T细胞从而重塑肿瘤微环境为免疫支持状态。6. Siglec-E巨噬细胞与T细胞协同作用主要结果体内T细胞剔除实验清除CD4或CD8 T细胞会完全消除Siglece缺失带来的抗肿瘤效果体外Transwell实验Siglece-/-巨噬细胞能更有效地趋化CD4和CD8 T细胞空间分析在应答者中CD68SIGLEC9 TAMs与CD8PD-1 T细胞的空间距离更近细胞互作分析scRNA-seq推断SIGLEC9 TAMs通过多种配体-受体对如CCL4-CCR5, CD40-CD40LG, SPP1-CD44与T细胞广泛相互作用。结论靶向Siglec-E通过解除TAMs对T细胞的抑制并促进二者的有益互动从而发挥抗肿瘤作用。7. 靶向Siglec-E与ICB的协同作用主要结果联合治疗在Siglece-/-小鼠中联合使用抗PD-1或抗PD-L1抗体相比单药治疗能更显著地抑制肿瘤生长并延长生存期靶向治疗策略使用可溶性Siglec-E-Fc融合蛋白竞争性结合肿瘤细胞表面的唾液酸配体可有效阻断Siglec-E信号单药即能抑制肿瘤生长。结论靶向Siglec-E/Siglec-9能与抗PD-1/PD-L1疗法产生强大的协同效应具有极高的临床转化价值。三、总结与展望这项研究通过单细胞和空间转录组学揭示了GBM免疫治疗耐药的机制发现了巨噬细胞上的Siglec-9是一个全新的、独立于PD-1的免疫检查点。整个研究逻辑闭环完整从临床现象出发通过多组学技术发现靶点在动物模型上验证功能机制并最终提出极具前景的联合治疗策略为攻克GBM这一难题提供了新的理论和实践依据。
