摘要
经动脉化疗栓塞(transarterial chemoembolisation,TACE)是中晚期肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)的标准一线治疗方式,可通过减少肿瘤血供降低肿瘤负荷并延长患者生存。然而,TACE治疗后肿瘤复发率高且易产生治疗耐受,其潜在机制仍有待进一步阐明。本研究整合bulk RNA测序、单细胞RNA测序、亚细胞分辨率空间转录组以及空间蛋白质组学等多层级空间多组学技术,对TACE治疗后的肿瘤微环境(tumor microenvironment,TME)进行系统解析。研究发现,TACE可诱导显著的缺氧微环境,从而选择性富集一类具有促纤维化特征的肿瘤相关巨噬细胞亚群,其特征性高表达SPP1、FN1和LGALS3(SPP1⁺ TAMs)。空间分析进一步显示,SPP1⁺巨噬细胞通过重塑细胞外基质、形成纤维化微环境并抑制T细胞活化,进而建立免疫排斥状态,促进TACE治疗后的肿瘤耐受。综上,本研究揭示了TACE治疗后由缺氧诱导、巨噬细胞驱动的纤维化重塑程序是肿瘤免疫逃逸的重要机制,并为联合抗纤维化或靶向巨噬细胞治疗与免疫治疗的策略提供了潜在干预靶点,有望进一步改善HCC患者的治疗效果。
本研究采用整合性空间多组学分析框架,联合批量转录组测序、单细胞RNA测序、亚细胞分辨率空间转录组及空间蛋白质组学技术,对TACE治疗后肝细胞癌样本进行系统分析。通过细胞亚群鉴定、差异表达分析、空间邻域分析及细胞通讯网络构建,解析治疗后肿瘤微环境的空间重塑特征及关键细胞互作模式。同时结合缺氧评分及信号通路富集分析,识别与免疫抑制和基质重塑相关的关键分子轴。进一步通过多重免疫荧光染色对关键细胞亚群进行空间定位验证,并结合临床随访信息评估相关细胞群体与患者预后及复发风险的关系,从而系统揭示TACE治疗后免疫逃逸与耐药形成的潜在机制。
整合性空间多组学分析显示,TACE治疗后肿瘤组织形成显著缺氧微环境,并伴随明显的免疫抑制及纤维化重塑特征。研究鉴定出一类具有促纤维化表型的肿瘤相关巨噬细胞亚群,该细胞群高表达SPP1、FN1及LGALS3等分子,呈现出显著的细胞外基质重塑能力。空间定位分析表明,SPP1⁺巨噬细胞主要富集于缺氧肿瘤核心区域,并与胶原沉积及免疫细胞排斥区域高度重叠。细胞通讯及通路分析提示,缺氧诱导的FN1-LGALS3信号轴在调控T细胞衰竭及免疫抑制中发挥关键作用。临床关联分析显示,SPP1⁺巨噬细胞比例升高与复发风险增加及生存预后不良显著相关。综合分析表明,该巨噬细胞亚群通过构建纤维化免疫限制性生态位,抑制T细胞活化与浸润,从而驱动免疫逃逸并促进TACE治疗后的耐药与疾病进展。
本研究揭示TACE治疗后缺氧驱动的SPP1⁺促纤维化巨噬细胞通过FN1-LGALS3轴重塑基质并诱导免疫排斥,是促进免疫逃逸及治疗耐受的重要机制。靶向巨噬细胞或抗纤维化干预有望与免疫治疗形成协同策略,提高中晚期肝细胞癌患者疗效。
