胰腺导管腺癌（Advanced pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC）是一种高度致命的恶性肿瘤，其5年生存率低于10%。虽然化疗能使患者生存期有一定改善，但治疗进展缓慢，整体效果仍有限。免疫检查点抑制剂治疗，在部分化疗耐药的恶性肿瘤治疗中取得突破，但对PDAC疗效欠佳。这是因为PDAC的肿瘤微环境具有免疫抑制性。因此，近年来的研究重点是将免疫治疗与其他治疗方式联合以提高疗效。

四川大学华西医院腹部肿瘤科曹丹教授联合生物治疗国家重点实验室赵成建教授、胰腺外科田伯乐教授团队在Signal Transduction and Targeted Therapy（IF: 40.8）上发表题为“Spatial interactions of immune cells as potential predictors to efficacy of toripalimab plus chemotherapy in locally advanced or metastatic pancreatic ductal adenocarcinoma: a phase Ib/II trial”的临床研究论文。该研究评估了anti-PD-1联合化疗的安全性和疗效，并且开展了基因突变、肿瘤突变负荷（TMB）、PD-L1组织表达和血清细胞因子（华盈生物为该研究提供了细胞因子检测服务）等传统标志物的检测，以及应用多色免疫荧光技术分析了肿瘤微环境，发现了树突状细胞（DC）、辅助T细胞（Th）和杀伤性T细胞（CTL）的空间相互作用是治疗反应和生存的重要预测指标，为PDAC的精准化个体免疫治疗提供了重要参考依据。

研究团队首先对72例接受了anti-PD-1联合GnP化疗的晚期PDCA癌患者进行了安全性和疗效评估。治疗后患者并没有出现非常严重的治疗相关不良事件以及免疫相关不良事件。72例患者中，1例达到完全缓解（CR），23例达到部分缓解（PR），41例患者病情稳定（SD）；仅7例患者出现了疾病进展（PD）。客观缓解率（ORR）为33.3%，疾病控制率（DCR）为90.3%。对传统免疫相关的标志物进行分析时，发现癌症靶向的基因突变、肿瘤突变负荷（TMB）和PD-L1表达与生存率并没有显著相关性。通过检测血清细胞因子发现了大部分在治疗应答患者和无应答患者之间没有显著差异。只有IL-8在治疗前的应答患者中表达水平显著低于无应答患者，基线期高的IL-8水平与预后不良有关。

肿瘤微环境在肿瘤进展和治疗反应中起着至关重要的作用，它由不同的细胞类型、细胞间相互作用组成，并被组织成复杂的功能生态位。为了更好地解析微环境的复杂性，研究者采用了多色免疫荧光技术CmTSA分析了肿瘤微环境中的细胞组成、分布和细胞间的相互作用。首先利用一组包含17种抗体的panel对4例应答和5例非应答患者样本进行了检测。结果鉴定了16种细胞类型和亚型，但是仅发现了只有M2巨噬细胞的比例在两组之间存在差异。

|   03、细胞邻域揭示与治疗反应相关的免疫生态位

研究者通过细胞邻域分析鉴定了10个免疫生态位(immune niches, IN)，每个IN都有独特的细胞组成和比例，表现出不同的免疫活性。不像细胞类型无法将应答和无应答患者区分开，这些IN可以依据应答和无应答将患者聚为2簇。其中IN-3和IN-8的比例在应答者和无应答者组中有最显著的差异。IN-3在无应答患者中居多，其特征是富含高比例的成纤维细胞。而IN-8在应答者中居多，其组成并非由单一细胞类型主导，主要包括了CTL、M1巨噬细胞、DC和Th细胞。

为了深入了解IN-8内CTL、M1巨噬细胞、DC和Th之间的空间排列和互作关系，研究者构建了空间网络，将15μm距离内细胞视为直接相互作用的细胞。在应答者中，DCs与CTL、Th和M1巨噬细胞相互作用的频率更高，而在非应答者中，DCs更经常与中性粒细胞、单核细胞和M1巨噬细胞相互作用。这些结果与DC在抗原呈递、启动T细胞反应及通过适应性免疫控制癌症的功能相符。进一步结合scRNA-seq的细胞通讯分析，揭示了IN-8中CTL、M1巨噬细胞、DCs、B细胞和Th细胞之间执行通讯的关键信号，包括MHC-I、MHC-II、MIF和SPP1信号。

|   05、DCs与CTL、Th的相互作用是治疗反应和生存的重要预测标志物

为了进一步评估IN-8作为晚期PDAC患者联合治疗反应预测因子的潜力，研究人员针对IN-8中的细胞类型定制了7种抗体panel（CD4, CD8, CD20, CD11c, CD68, PD-L1, panCK），对所有的47例样本进行了多色免疫荧光染色，分析了细胞比例、密度和细胞间相互作用。结果显示，相比细胞比例和密度，DCs与Th、CTL等细胞相互作用的强度更具有显著差异性。所有变量进行机器学习建模，区分应答和无应答患者的ROC曲线下面积（AUC）约为0.8，表明免疫细胞及其相互作用可以作为预测标志物。进一步分析鉴定了12个对模型性能有贡献的主要预测因子，其中DCs比例以及DCs与CTL、Th的相互作用的贡献度最大。综上所述，该研究表明了DC以及与CTL、Th细胞的相互作用在预测PDAC患者治疗反应和生存结局中起主导作用，是免疫反应的关键驱动因素和优化免疫治疗策略的重要靶点。

|   总结与讨论

肿瘤微环境中免疫细胞的空间相互作用对治疗疗效评估至关重要。本研究表明，DC-Th-CTL 富集的免疫微环境及其空间相互作用是预测anti-PD-1联合化疗疗效的重要指标。在应答者中，DC与CTL、Th和M1巨噬细胞频繁相互作用，形成活跃的免疫反应；而在无应答者中，DC与其他细胞的相互作用模式不同。通过分析这些空间相互作用，能更准确地判断患者对治疗的反应，提前评估疗效。

PCF空间单细胞蛋白组学优势