原发性肝癌是全球癌症相关死亡的第三大原因。肝癌在发生发展过程中容易侵入血管形成门静脉癌栓（Portal vein tumor thrombus，PVTT）。PVTT是影响肝癌病人预后的重要危险因子，直接体现了肿瘤侵袭转移能力，也是肝癌肝内播散及手术后早期复发的根源，还能通过加重门静脉高压损害肝功能。肝癌合并PVTT的病人预后极差，未经治疗的中位生存期仅2.7-4.0月；积极治疗后的3年生存期也不足20%，是制约肝癌总体预后改善的瓶颈。研究表明，局部免疫失衡是促进肝癌进展的重要原因，然而PVTT中的免疫微环境特征尚不清楚。近日，复旦大学附属中山医院樊嘉院士/杨欣荣教授团队在Hepatology杂志上发表了文章Distinct immune microenvironment of venous tumor thrombus in hepatocellular carcinoma at single-cell resolution。该研究在单细胞层面全面解析了肝癌合并PVTT病人的系统及局部肿瘤微环境，发现肿瘤相关巨噬细胞（Tumor-associated macrophage，TAM）尤其是C5aR+ TAM在PVTT中显著富集并重塑局部免疫微环境，形成免疫抑制环境，促进肿瘤转移复发，导致不良预后。该研究为深入理解静脉转移过程、开发治疗肝癌合并PVTT的新方法提供新思路。该研究共纳入249名肝癌合并PVTT患者，包括发现队列（前瞻性入组）和验证队列（回顾性入组），检测样本包括血液、PVTT、原发肿瘤和癌旁肝组织，研究手段包括质谱流式（CyTOF）、单细胞转录组测序（scRNA-seq）、全外显子测序、转录组测序、免疫组化、免疫荧光等。首先研究者通过CyTOF发现，从血液到PVTT再到原发灶（Primary tumor，PT），CD4+ T细胞和CD8+ T占比依次增加，粒细胞占比依次下降，固有免疫细胞和幼稚T细胞的比例也呈下降趋势。结合这些连续的变化和PVTT的解剖位置（PVTT由PT侵入门静脉形成，位于血液和PT之间的边界），研究者推测PVTT的免疫环境同时受到PT和血液的影响。PVTT与PT间差异富集的免疫细胞族群，其数量和丰度均低于PVTT与血液间的，提示PVTT的免疫环境与PT比与血液更相似。此外，PVTT比血液富集更多的免疫调节簇（c21-Treg、c74-Th22和c33调节性NK等），比PT富集更多的抑制性髓系簇（c50-TAM、c54-e-MDSC等），这表明PVTT中存在显著免疫抑制微环境。进一步研究表明TAM是PVTT中最富集的免疫细胞（占比50.2%），与PT相比富集了近两倍，与血液相比富集了六倍。相关性分析提示TAM与细胞毒性NK细胞负相关，与Tregs、耗竭性CD8+ T细胞和调节性NK细胞呈正相关，提示TAM在构建PVTT的免疫抑制微环境中起着关键作用。CyTOF数据显示，TAM亚群在标志物表达、样本分布和成分相关性方面存在显著差异；进一步scRNA-seq分析显示，TAM各亚群呈现出不同的特征，包括促炎、免疫调节、吞噬和抗原呈递、营养和金属离子反应表型。这些结果表明，在PVTT中富集的TAM表现出高度异质性，在重塑局部免疫抑制环境、促进PVTT形成和肿瘤进展方面发挥着关键作用。scRNA-seq数据提示C5aR+ TAM是PVTT中富集程度最高的亚型。C5aR+ TAM富集抑制性信号通路，具有抑制性的M2样巨噬细胞表型，表达免疫抑制细胞因子，与耗竭性CD8+ T细胞正相关，CD8+ T存在PDL1-PD1相互作用，在共培养体系中使CD8+ T细胞毒性减弱。此外，C5aR+ TAM密度越高，病人预后越差，PVTT复发的风险越高，总体生存率越低。这些结果均表明C5a+ TAM拥有显著免疫抑制功能，促进PVTT的形成和进展。进一步研究发现PVTT的缺氧特性可上调微环境中丝氨酸蛋白酶，包括血浆因子VII激活蛋白酶（FSAP），可将肿瘤细胞分泌的C5裂解为C5a，进而招募循环中单核细胞转化为C5aR+ TAM。PVTT进展迅速、导致肝功能障碍、转移复发率高，是肝癌综合治疗中所面临的关键挑战。该研究系统描绘了PVTT中TME的独特免疫抑制景观，并确定了PVTT形成过程中的关键参与者C5aR+ TAM。该研究可能为肝癌合并PVTT患者的治疗策略提供新靶点和新方向。原文链接：https://journals.lww.com/hep/abstract/9900/distinct_immune_microenvironment_of_venous_tumor.1104.aspx
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