【原】Int J Mol Sci | 肿瘤和腹膜相关巨噬细胞基因特征作为胃癌中的新型分子生物标志物

导语

结果：

作为胃癌结果的转录组标志物，免疫细胞亚群特异基因面板的推导

先前在健康捐赠者的外周血单核细胞中鉴定出一组与巨噬细胞相关的基因，代表了一系列极化的M1和M2免疫状态 [22]。作者选择具有最高和最低M1/M2比率差异表达的基因，并将它们定义为M1特异性或M2特异性转录标记的基因组。为了使所选基因组的功能多样化，作者从膜受体、细胞因子和趋化因子、溶质载体、酶、细胞外介质和DNA结合因子的每个类别中选择了差异表达最高的2-3个基因，如果M1/M2差异表达比率（或反之）大于10倍。选择CCR7、IL2RA、CXCL11、CCL19、CXCL10、PLA1A和PTX3基因来定义M1转录标记（M1 TS ），而选择MRC1、MS4A4A、CD36、CCL13、CCL18、CCL23、SLC38A6、FGL2、FN1和MAF基因作为M2转录标记（M2 TS ）。作者回顾了文献，以确认独立研究中对每个标记基因的功能重要性在巨噬细胞中的研究。作者在独立研究中确认了每个选定基因在签名中的功能或表型关联。在M1 TS 中，每个基因与巨噬细胞在局部肿瘤微环境中的炎症或抗肿瘤功能相关（CCR7 [23, 24]，CXCL11 [23, 25]，CCL19 [26, 27]，CXCL10 [23, 25]，PLA1A [25]，PTX3 [25, 28]）。对于M2 TS ，在原发性或转移性肿瘤中的其他研究也与免疫抑制或促肿瘤功能一致（MRC1 [23, 29, 30]，MS4A4A [31, 32]，CD36 [23, 33, 34]，CCL13 [35]，CCL18 [29, 36, 37]，CCL23 [38, 39]，SLC38A6，FGL2 [40, 41]，FN1 [42, 43]，MAF [30]）。作者还使用了与颗粒酶和穿孔素相关的基因GZMA、GZMB、GZMH、GZMM和PRF1，来定义代表高活性细胞毒性T淋巴细胞（CTL TS ）群体参与T细胞介导的抗肿瘤免疫的基因签名。

高度免疫抑制的M2 TS 与负面预后临床因素相关

作者在TCGA胃癌数据库中分析了341个原发性GC样本。作者观察到高M2表达水平与已知的负性预后因素显著相关，如TCGA胃癌队列中的粘液性腺癌、弥漫性和粘液性类型的胃腺癌的组织学分类（p < 0.001，图1A）。相反，肠型胃腺癌（肠管状、乳头状和其他未指明类型）与较低的M2表达水平相关。M1的情况也是如此，肠型组织学似乎比粘液性、弥漫性和粘液性类型具有较低的M1表达水平（p < 0.001，附图S1A）。较高水平的CTL表达与弥漫性和粘液性胃腺癌相关。相比之下，肠型和粘液性类型的CTL表达较低（p = 0.01，附图S1A）。然而，无论组织学亚型如何，所有原发性胃肿瘤的M2表达相对较高，而M1和CTL表达较低（图1B）。

高M2 TS 在原发性GC中与生存率较差相关

由于较高的M2 TS 表达与弥漫型和SRC组织学以及较高的病理分期相关，作者评估了M2 TS 表达是否与患者预后相关。作者发现，M2 TS 表达的最低四分位数与最高四分位数的M2 TS 表达相比，与更好的5年生存率（p = 0.03）和无疾病生存时间（p = 0.05）显著相关（图2）。作者发现M1 TS 表达和CTL TS 表达与生存率或无疾病生存时间没有显著相关（图2）。此外，作者发现CD68或CD163单独的表达以及所有标志物的联合表达与生存率或无疾病生存时间没有显著相关（附图S2）。

单细胞RNA测序证明了M2巨噬细胞极化的不同群体

作者使用单细胞RNA测序技术来确定前瞻性采集样本中腹腔液（冲洗液或腹水）中每个免疫细胞的M2 TS 表达水平。作者确认M2 TS 特征主要在被定义为M2巨噬细胞的细胞中通过CD68和CD163表达（图3A）。当绘制每个细胞样本中的M2 TS 表达时，可以看到代表具有相似免疫抑制基因转录的M2细胞亚型的特征基因组表达水平的聚类。在CD68 + CD163 + 细胞中的M2 TS 表达水平在每个患者的腹腔液样本中存在连续性，其中有几个样本含有大量具有高特征表达的巨噬细胞（图3B）。这一发现表明细胞的极化在样本间存在异质性，并且巨噬细胞的极化状态在M2免疫抑制转录基因表达的光谱中具有多样性。在28名患者中，单细胞RNA测序确定了15名M2 TS 表达高和13名M2 TS 表达低的患者（图3C）。

M2在胃癌患者的腹膜巨噬细胞中与OS相关

最后，作者发现腹腔液中的M2 TS 表达水平与胃癌患者的生存期相关。在CD68 + CD163 + 细胞中，M2 TS 表达高的样本与腹腔液中M2 TS 表达低的患者相比，生存期较短。M2 TS 高表达者的中位生存期为4.5个月，低表达者为26.5个月（图3D，风险比（HR）3.14，95%置信区间（CI）1.17-8.46，p = 0.018）。使用患者和肿瘤特异性因素进行单变量分析以评估与生存期的相关性，结果显示高M2 TS 表达与较差的生存期相关（表2，HR 3.14，95% CI 1.17-8.46，p = 0.024）。

总结

总之，作者的研究强调了在胃癌中与严重免疫抑制免疫表型相关的一种新型 M2 的临床意义，该表型在局部、区域和全身肿瘤微环境中具有重要作用。代表巨噬细胞免疫抑制功能的基因集合直接暗示了一种特定的巨噬细胞表型与不良预后相关，与之前的研究可能包括一系列巨噬细胞功能相比。作者提出 M2 TS 作为一种有前景且多功能的免疫生物标志物，可以预测胃癌患者在 TNM 分期中的预后情况，并且可以从已经在诊断和分期过程中收集的标本中获得。通过对来自原发肿瘤的活检标本进行下一代测序或对血液和腹腔液的“液体活检”进行转录组评估，可以评估高 M2 TS 表达，并丰富针对 M2 靶点的新型治疗干预措施。