引言：
原发性脑肿瘤，如胶质母细胞瘤（GBM），以及由黑色素瘤、肺癌或乳腺癌等转移性癌症引起的脑转移（BrM），是影响大脑的最常见且最具挑战性的恶性肿瘤。尽管在手术、放疗和化疗方面有所进展，但尤其对于GBM来说，生存率仍然很低，生存超过两年的病例极为罕见。脑肿瘤微环境（TME）在疾病进展和治疗反应中起着关键作用，免疫细胞如巨噬细胞和星形胶质细胞是其主要组成部分。虽然免疫分析技术已经扩展了我们对其他癌症中TME的理解，但对于脑TME的综合分析，尤其是带有空间分辨率的分析，仍然不足。加拿大McGill大学Logan Walsh团队与合作伙伴利用成像质谱细胞技术（IMC）生成脑肿瘤中免疫细胞的空间高维地图，以探讨它们对临床结果的影响。
1. 单细胞空间映射：该研究应用IMC技术分析了139例高级别胶质瘤和46例BrM样本中的超过110万个细胞。这使得研究人员能够表征免疫景观及其空间组织，揭示了不同脑肿瘤区域中的特定免疫细胞群。例如，胶质母细胞瘤主要由巨噬细胞和星形胶质细胞主导，而BrM则展现出更多的免疫多样性，包括自然杀伤（NK）细胞、T细胞和中性粒细胞。
2. 肿瘤微环境差异：免疫景观在原发性GBM和BrM之间存在显著差异，GBM表现出较低的免疫细胞浸润，进一步证明其作为“T细胞沙漠”的地位。而BrM，尤其是由黑色素瘤引起的BrM，展现出更高的免疫细胞浸润，特别是CD8+ T细胞，这表明其对免疫检查点抑制治疗有更好的响应。
3. 与生存相关的免疫细胞：在GBM中，某些免疫细胞群的存在（如M1样巨噬细胞）与延长的生存期相关。长期生存者（LTS）显示出比短期生存者（STS）更高的巨噬细胞和内皮细胞频率。研究还发现了一种独特的髓过氧化物酶（MPO）阳性巨噬细胞亚群，与GBM患者的更长生存期相关，这表明这些细胞在限制肿瘤进展中可能发挥了有益作用。
4. 细胞邻域： 研究绘制了肿瘤内的多细胞邻域，显示某些富含免疫细胞的环境对更好的生存结果具有预测作用。例如，富含M1样巨噬细胞、中性粒细胞和M1样小胶质细胞的邻域与GBM中的更长生存期相关。在BrM中，邻域根据肿瘤来源而异，其中黑色素瘤BrM展现出的免疫特征更接近GBM，而非其他类型。
5. 血管利基的洞察： 血管在脑TME中是关键组成部分，影响免疫细胞的行为。在GBM中，内皮细胞与巨噬细胞和癌细胞发生相互作用，而在BrM中，内皮细胞与癌细胞的关联显示出更高的增殖性，这表明血管利基在促进或抑制肿瘤生长方面的作用，具体取决于存在的细胞相互作用。
这项研究展示了原发性和转移性脑肿瘤的综合空间免疫景观，揭示了GBM和BrM之间的关键差异。研究发现了与较长生存期相关的特定免疫细胞群，如MPO+巨噬细胞，提供了新的治疗靶点。细胞之间的空间关系，尤其是在富含免疫细胞的邻域中，对于理解肿瘤生物学和预测患者结果至关重要。
该研究的发现对改善脑肿瘤的治疗具有重要意义。通过揭示原发性和转移性脑肿瘤中复杂的免疫微环境，研究表明，针对特定免疫细胞或增强有益细胞相互作用的治疗可能会改善患者的生存。MPO+巨噬细胞作为潜在的抗肿瘤免疫细胞群的发现挑战了传统的巨噬细胞靶向疗法，表明需要更精细的方法。此外，关于血管利基的洞察为开发旨在破坏肿瘤与内皮细胞相互作用以抑制肿瘤生长的疗法提供了潜在途径。未来的研究应进一步探讨这些免疫群体的功能角色及其空间动态，以开发更有效的脑肿瘤靶向治疗。
参考文献
Elham Karimi et al Single-cell spatial immune landscapes of primary and metastatic brain tumors. Nature. 2023
