浙江大学揭示胃印戒细胞癌免疫抑制特征及潜在机制

胃癌是全球公共卫生面临的巨大挑战。每年全世界新发胃癌超过百万例，其中近一半为中国患者。我国胃癌流行病学的重要特征是超过1/3的患者在就诊时即处于病程晚期，这部分患者的五年生存率仅约5%，这直接导致我国胃癌患者总体预后不佳。

近年，随着化疗、靶向及免疫检查点抑制剂等多药联合方案逐步引入临床治疗策略，部分晚期胃癌患者生存期得到了改善，但大部分晚期、复发的胃癌患者预后仍旧堪忧。不容忽视的是，肿瘤与癌症基因组图谱（TCGA）及亚种癌症研究小组（ACRG）的里程碑式研究证实胃癌具有高度的形态学、分子病理学及遗传学异质性。尤其是在晚期胃癌中占比逐年攀升的印戒细胞癌（Gastric signet ring cell carcinoma, GSRCC）更具有独特的免疫抑制、恶性进展及多重耐药机制，这不仅对阐明胃癌分子及免疫特征带来了极大的困难，也制约了精准化及个体化治疗策略的临床应用。

针对上述严峻的科学瓶颈问题，浙江大学医学院附属第二医院陈健、浙江大学医学院汪洌及MD安德森癌症中心梁晗共同组建了基于临床诊疗与基础科研密切结合的转化研究团队，重点探索剖析以GSRCC为典型代表的胃癌高异质特征。研究团队通过scRNA-seq、CyTOF以及多通道荧光全景成像描绘了胃癌免疫微环境特征图谱，首次揭示了“耗竭性”CD8+T细胞来源的CXCL13及成熟三级淋巴结构（Tertiary lymphoid structures, TLSs）缺失是GSRCC免疫治疗低响应的关键原因。这一发现对阐明胃癌异质性特征具有重要的科研意义，并具有临床转化应用的广阔前景。上述研究成果已于2023年6月发表在Gastroenterology杂志。

图1. CD8-Tex来源的CXCL13对胃癌免疫微环境的重要调控机制

图2. 研究方案

该研究共招募32例不同病理类型的晚期胃癌患者，通过免疫靶向单细胞分析策略探索了肿瘤相关免疫微环境特征。研究发现耗竭性CD8+T（CD8-Tex）细胞以及免疫抑制的调节性T（Treg）细胞富集是胃癌免疫微环境的重要特征。差异基因筛选证实活性与效应相关基因（如IFNG、EGR1）、抑制性免疫检查点分子（HAVCR2、PDCD1、LAG3、CTLA4、TIGIT）及趋化因子CXCL13在GSRCC的CD8-Tex细胞中表达水平显著下调。

图2. GSRCC和non-GSRCC中特征性免疫细胞亚群差异

单细胞TCR和BCR测序结果显示，CD4+和CD8+T细胞克隆扩增能力及TCR共享在GSRCC中均显著抑制；IgG型浆细胞的分化能力减弱及BCR高频突变（somatic hypermitation, SHM）降低则提示B细胞的免疫活性以及对肿瘤抗原亲和性的降低。这些结果说明GSRCC的免疫“静默”状态主要由T、B细胞克隆扩增受抑、细胞分化/转化受阻导致。

图3. GSRCC中T、B细胞分化及功能异常

为了进一步阐明以GSRCC为代表的胃癌免疫治疗低响应性，研究团队通过细胞通讯分析发现在GSRCC细胞间互作数量与强度都显著降低，而Treg、Th17和CD8-Tex等亚群的共同主要分泌型信号为趋化因子CXCL13。CXCL13已被既往研究证实为来源于Tfh及特定CD8+T细胞，在滤泡结构与生发中心应答及正常体液免疫功能维持中发挥关键作用，也被视与特定肿瘤T细胞耗竭状态及免疫检查点疗法响应度密切相关。近年，CXCL13更被证明是三级淋巴结构（Tertiary lymphoid structures, TLSs）形成的关键因素及典型分子标志。该研究通过多通道荧光全景成像发现non-GSRCC中存在大量由T、B细胞组装而成的TLSs，并且其中的CD4+、CD8+T细胞（包括高表达PD-1的CD8-Tex细胞）均表达CXCL13，而在GSRCC中几乎没有观察到免疫细胞聚集灶。

图5. GSRCC与non-GSRCC免疫微环境差异

综上，该研究阐明了GSRCC为代表的胃癌高度异质性免疫特征图谱，并提示免疫细胞克隆及分化功能抑制导致了GSRCC的免疫“静默”状态，进一步的功能分析则提示CD8-Tex来源的CXCL13可能通过影响三级淋巴结构的形成与成熟，在胃癌免疫微环境调控中发挥重要作用。这一研究成果了阐明胃癌分子免疫特征，更提示以CXCL13为病理分层标志指导胃印戒细胞癌的综合治疗策略具有广阔的临床应用前景。

浙江大学医学院附属第二医院胃肠外科博士生陈晶、浙江大学基础医学院免疫研究所博士生刘快、美国MD安德森癌症研究中心的博士生罗伊凯为该论文的共同第一作者，浙江大学医学院附属第二医院胃肠外科的陈健教授、浙江大学基础医学院免疫研究所的汪洌教授、美国MD安德森癌症研究中心的梁晗教授为该论文的共同通讯作者。本研究得到浙江省重点研发计划项目的资助。