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導讀
腫瘤相關巨噬細胞（tumor-associated macrophage，TAM）是腫瘤組織中浸潤的巨噬細胞，主要由單核細胞分化而來。腫瘤細胞分泌的CSF1、CCL2等趨化因子能募集外周循環(huán)血中的單核細胞到腫瘤微環(huán)境（tumor microenvironment，TME）中，繼而單核細胞分化成巨噬細胞。腫瘤組織中有大量炎癥細胞浸潤，包括TAM、淋巴細胞、肥大細胞等，其中TAM是最主要成分。因此，了解巨噬細胞和其他免疫細胞之間的相互作用以及增強現(xiàn)有抗癌治療的因素至關重要。
我們公眾號上個月也推出過腫瘤相關巨噬細胞專題，今天小編帶大家看一篇發(fā)表在免疫學期刊（J Immunother Cancer; IF:12）如何從生信的角度解讀某一特定亞型的TAM文章。
結果解讀
IL-10+TAMs對MIBC患者預后不良的預測價值
想要探討IL-10+TAMs在MIBC（肌肉浸潤性膀胱癌）中的預后價值，Kaplan-Meier分析是必不可少是的。作者就對ZS（中山醫(yī)院）和TCGA隊列中IL-10+TAMs的浸潤進行Kaplan-Meier分析。在TCGA隊列和ZS隊列中，作者發(fā)現(xiàn)TAMs浸潤不能區(qū)分出患者的OS和RFS。但是IL-10+TAMs浸潤可以預測出患者預后的較差。此外，多因素COX分析進一步證實IL-10+TAMs是預后不良的獨立預測因素?？偟膩碚f，IL-10+TAMs比總TAMs顯示出更大的預后價值，并且與MIBC患者不良的臨床預后相關。
圖1 IL-10+TAMs的MIBC患者浸潤表現(xiàn)出預后不良
IL-10+TAMs對MIBC患者ACT反應的預測價值
輔助化療（ACT）是對身體的腫瘤進行手術治療或放療的前后，應用化療使原發(fā)腫瘤縮小，同時可能消滅殘存的微小轉移病灶，減少了腫瘤復發(fā)和轉移的機會。根據(jù)指南，ACT已被廣泛應用于MIBC患者的治療，但只有一部分患者可以獲得生存益處。但是很難判斷哪一類患者會受益于ACT。于是本文的作者評估了IL-10+TAMs的浸潤是否與MIBC患者的ACT反應有關。在TCGA隊列和ZS隊列中，MIBC患者未能從輔助化療（基于順鉑）中受益。但是，ACT應用可使TCGA隊列中IL-10+TAMs高浸潤的患者的生存獲益。另外在TCGA隊列中，低IL-10+TAMs浸潤的患者在接受ACT治療后有較差的RFs（recurrence- free survival，無復發(fā)生存期）?？傮w而言，這些結果表明，IL-10+TAMs高浸潤的患者更有可能從輔助化療中受益。
圖2 IL-10+TAMs浸潤豐度對輔助化療療效的預測價值
IL-10+TAMs對免疫逃逸微環(huán)境的識別
IL-10+TAMs對MIBC TME的影響尚不清楚。但是腫瘤TAMs是免疫抑制細胞和細胞因子網(wǎng)絡的核心，在腫瘤免疫逃逸中起著至關重要的作用。因此，了解巨噬細胞和其他免疫細胞之間的相互作用以及增強現(xiàn)有抗癌治療的因素至關重要。
根據(jù)TCGA隊列的RNA-seq結果，篩選差異表達基因并進富集分析，結果表明IL-10+TAMs高表達的亞群富集多種免疫抑制基因集，包括對T細胞增殖和免疫應答的負向調控。同時，在TCGA隊列中，免疫檢查點基因在IL-10+TAMs高表達的亞組中上調。IL-10+TAMs高表達與較高水平的免疫抑制細胞(IDCs、靜息肥大細胞和中性粒細胞)和較低水平的活化DC相關。
與TCGA隊列的結果一致，ZS隊列中IL-10+TAMs高浸潤的患者有更多的免疫抑制細胞。作者還發(fā)現(xiàn)CD8+T細胞和NK細胞的豐度與IL-10+TAMs的免疫逃逸環(huán)境相矛盾。因此，作者利用TCGA RNA-Seq數(shù)據(jù)，通過GSEA進一步描述了CD8+T細胞和NK細胞的功能狀態(tài)。以往的研究發(fā)現(xiàn)耗竭的CD8+T細胞特征和未成熟的NK細胞特征高度富集在IL-10+TAMs高亞群。綜上所述，免疫抑制的環(huán)境和功能失調的效應細胞潛在地解釋了為什么IL-10+TAMs高浸潤患者具有較差的預后。
圖3 識別IL-10+TAMS的免疫逃逸微環(huán)境
MIBC中IL-10+TAMs的scRNA-seq分析
一想到具體的細胞亞群，小編就會想到單細胞測序這個工具，在單個細胞水平上對基因組進行測序的單細胞測序技術逐漸興起，一方面解決了微量樣品無法進行檢測的難題，另一方面也更好地解析了不同細胞之間的遺傳變異的異質性。
文章作者為了進一步確定IL-10+TAMs的功能表型，對6個MIBC樣本和2個瘤旁樣本進行了單細胞RNA測序。通過UMAP的方法，可視化識別出的11種細胞類型的26個細胞簇。已發(fā)現(xiàn)IL-10主要表達于所有(第6、14和23組)細胞類型的巨噬細胞上。作者初步提取了IL-10+TAMs的特性，并研究了幾種巨噬細胞標志物在IL-10+TAMs上的表達。結果顯示，在IL-10+TAMs中，M1巨噬細胞標志物(包括CCR7、CCL5和TNF)顯著下調，而M2巨噬細胞標志物(包括CD163、MRC1、MSR1、VTCN1、ARG1、TGFB1、MMP14和EGF)顯著上調。此外，通過單細胞調控網(wǎng)絡推理和聚類分析，幾種M2巨噬細胞極化的核心轉錄因子（SOX7、MYC、HOXA5、TCF7L2、GATA3、RORA和TEAD4）也富集在IL-10+TAMs中。
為了找到IL-10+TAMs與衰竭的T細胞之間的聯(lián)系，作者進一步利用scRNA-seq數(shù)據(jù)進行了細胞通訊分析，發(fā)現(xiàn)IL-10+TAMs與衰竭的CD8+T細胞之間存在密切的相互作用。在與IL-10+TAMs和耗竭的CD8+T細胞相關的配體受體對中，NKG2D II受體-MICA顯著在IL-10+TAMs中富集，提示IL-10+TAMs在重塑CD8+T細胞功能狀態(tài)中具有潛在的作用。綜上所述，IL-10+TAMs表現(xiàn)出免疫抑制的M2樣表型。這些結果也證明了免疫抑制IL-10+TAMs與耗竭的CD8+T細胞之間關系密切。
圖4在MIBC中用scRNA-seq鑒定IL-10+TAMs
IL-10+TAMs的跨分子特征及其治療意義
分子特征已被證明對MIBC的性質和進展有重要影響。作者發(fā)現(xiàn)IL-10+TAMs與不同分子亞型MIBC的分布有關。在呈現(xiàn)MIBC分子圖譜的腫瘤圖中，在IL-10+TAMs高表達的亞組患者中，BA/Sq（基底/鱗狀）所占比例最大，而在TCGA隊列中IL-10+TAMs低表達的亞組患者中，LumP是主要的亞型。經(jīng)作者研究發(fā)現(xiàn)IL-10+TAMs高、低亞組中MIBC涉及的關鍵基因突變率差異具有統(tǒng)計學意義，高IL-10+TAMs亞組中TP53、RB1突變較多，為典型的基底型。而KDM6A、STAG2和FGFR3突變株在IL-10+TAMs低亞群中有較強的富集性，符合管腔型的特點。
隨后，為了評估IL-10+TAMs在某些腫瘤突變的影響下是否有不同的作用，作者對特定基因突變的患者的IL-10+TAMs水平進行了COX單因素分析，發(fā)現(xiàn)在野生型TP53、RB1、ARID1A、FAT1、SPTAN1、ATM和ERBB2的患者中，IL-10+TAMs的豐度表明HR較高。在對分子特征的研究中，作者還發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)基因突變中，IL-10+TAMs對臨床結局沒有影響，但只有在KMT2D突變中，高IL-10+TAMs的浸潤可以被認為是一個預后危險因素，提示KMT2D突變可能是啟動或介導IL-10+TAMs聚集及其下游機制的關鍵上游分子事件。
此外，作者觀察到IL-10+TAMs高表達的亞組的表皮生長因子信號、抗原呈遞和免疫檢查點特征得分顯著高于對照組，這提示IL-10+TAMs浸潤程度較高的患者對EGFR靶向治療和免疫治療更敏感?？傊琁L-10+TAMs水平與特定的治療相關信號相關，因此MIBC對不同類型的靶向治療和免疫治療的敏感性不同。
IL-10+TAMs的跨分子特征及其治療意義
全文總結：
綜上所述，本研究確定了MIBC中一種特殊的IL-10陽性的TAMs亞群，并發(fā)現(xiàn)它們與不良的臨床預后有關，但對ACT的療效較好。IL-10+TAMs參與了TME的免疫抑制狀態(tài)，導致免疫細胞毒細胞功能紊亂。通過對IL-10+TAMs與MIBC分子特征的結合分析，為進一步探討EGFR靶向治療、FGFR3靶向治療以及免疫治療的個體化治療方法提供了更深入的認識。小編認為本文清晰而新穎的生信思路值得我們借鑒，希望能幫助到大家~
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參考文獻：
Xu, Y., Zeng, H., Jin, K., Liu, Z., Zhu, Y., Xu, L., . . . Xu, J. (2022). Immunosuppressive tumor-associated macrophages expressing interlukin-10 conferred poor prognosis and therapeutic vulnerability in patients with muscle-invasive bladder cancer. J Immunother Cancer, 10(3). Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/35338085. doi:10.1136/jitc-2021-003416
