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Cancer Cell|南京医科大学陈云团队揭示瘤内蜡样芽孢杆菌诱导“干细胞样淋巴生态位”增强肝细胞癌免疫治疗应答
【概要描述】空间组学揭示重要的细胞互作靶点
- 分类:华盈视角
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- 发布时间:2026-08-21 14:38
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肝细胞癌(HCC)是全球癌症相关死亡的主要原因之一,晚期HCC患者预后差且常对治疗耐药。免疫检查点阻断(ICB)疗法虽在多种恶性肿瘤中疗效显著,但在HCC中的临床获益仍有限,其内在原因尚不完全清楚。肿瘤相关免疫生态位(immune niches)深刻塑造局部免疫动态与治疗结局,其中三级淋巴结构(TLS)被视为抗肿瘤免疫的关键执行者。然而,TLS的预测价值有限,且其在HCC中的功能角色长期存在争议,提示TLS内部的功能异质性可能才是决定临床结局差异的根本原因。近期,《Cancer Cell》发表了一篇题为“Intratumoral Bacillus cereus orchestrates stem-like lymphoid niches to potentiate immunotherapy response in hepatocellular carcinoma”的研究论文。该研究由南京医科大学陈云团队和东南大学附属中大医院滕皋军院士合作完成。这项研究通过整合空间转录组、空间蛋白组、单细胞测序、16S rRNA测序、代谢组、CUT&Tag等多组学手段,首次在HCC中鉴定出一种独特的"干细胞样淋巴生态位"(stem-like lymphoid niches, SLNs),揭示了其与PD-1/PD-L1阻断治疗应答的密切关联,并系统阐明了瘤内蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus,B. cereus)通过分泌磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C(PI-PLC)促进SLN积累、进而增强免疫治疗应答的完整分子机制。

为了回答"究竟哪种免疫生态位才能真正预测免疫治疗疗效"这一核心问题,研究团队首先对来自两个临床中心的50例HCC样本进行多重免疫荧光染色,发现TLS富集的肿瘤总体上与更好的αPD-1治疗应答相关,但仍有13例TLS富集患者未能获益,提示TLS数量本身无法完全解释疗效差异。为此,研究利用空间转录组数据鉴定出应答者特异富集的淋巴生态位基因谱,其高表达TCF7、ETS1等T细胞干性相关调控因子。随后,团队开展了42种抗体的空间蛋白组研究,对12例接受ICB治疗的HCC患者FFPE样本进行成像,捕获了42个含TLS区域,并按应答者与非应答者均分为发现集(n=6)与验证集(n=6)。无监督聚类在发现集中鉴定出横跨内皮、淋巴、髓系、基质四大谱系的23种主要细胞状态,并在验证集中得到重现。基于"10个最近空间邻居"的细胞邻域(CN)分析,研究在发现集和验证集中均鉴定出一个富含ILC2与CD8+前体耗竭T细胞(TCF-1+ Tpex)的细胞邻域,该邻域在应答者中显著富集;空间交互分析进一步显示ILC2s与TCF-1+ Tpex在应答者中频繁共定位。由于该"ILC2s-TCF1+ Tpex"细胞生态位与αPD-1治疗获益紧密相关,研究将其命名为SLNs。SLNs展现出区别于传统TLS的空间结构,是ICB应答的独立预测指标;其内部以IgG+浆细胞(而非IgA+)为主,SLN评分高的患者复发率更低,且伴随更高的TP53突变率(但与肿瘤突变负荷TMB无关联)。

为寻找增加SLN丰度的关键因素,研究通过TCMbio数据库发现SLN评分与瘤内菌群丰度显著相关。对46例初治HCC患者肿瘤组织进行16S rRNA测序,发现SLN高密度肿瘤中芽孢杆菌属(Bacillus spp.)显著富集,种水平鉴定确认主要归因于蜡样芽孢杆菌群(B. cereus)。荧光原位杂交(FISH)证实B. cereus优先定位于SLN区域,70%的SLN-high肿瘤可培养出活菌,而SLN-low肿瘤仅10%。在原位HCC小鼠模型中,B. cereus可成功定植肿瘤、显著增加SLN丰度、增强抗肿瘤免疫并抑制肿瘤进展。B. cereus联合αPD-L1治疗可进一步增强免疫治疗疗效,提示其具有协同增效潜力。
在细胞层面,SLN富集肿瘤中ILC2比例显著升高。通过对分选ILC进行单细胞测序并结合公共数据,研究鉴定出一个独特的CD70+ ILC2亚群,其高表达LTA、LTB与CD70,在应答者中空间聚集于TCF1+ Tpex细胞周围。B. cereus给药可显著上调ILC2频率及CD70、LTα表达。ILC2缺失导致肿瘤加速进展、SLN密度降低、Tpex细胞频率下降,并削弱αPD-L1疗效。ILC2通过CD70–CD27轴维持CD8+ T细胞的TCF-1(干性)表达,阻断CD70–CD27信号即可消除该效应。这些结果证明B. cereus以ILC2依赖的方式促进SLN积累,CD70与LTα是关键的效应分子。
在分子机制上,空间转录组显示IL33在SLN内高表达,且IL-33主要由肿瘤内内皮细胞表达、其表达量与B. cereus丰度正相关。重组IL-33(rIL-33)可抑制肿瘤生长并显著扩增瘤内ILC2s,但对肿瘤细胞增殖与凋亡无直接作用,说明其抗肿瘤效应依赖免疫调节。研究进一步证实B. cereus诱导的内皮IL-33信号是促进ILC2功能与SLN积累的必要环节。研究通过深入的机制研究,提出了"IL-33影响ILC2的线粒体代谢重编程,促进H3K4me3沉积于Cd70/Lta/Ltb启动子,诱导CD70+ ILC2获得SLN表型"的完整调控轴。
研究进一步发现了热灭活(HK)B. cereus不能抑制肿瘤或增加SLN,说明其效应依赖活菌的代谢活性而非细菌抗原。B. cereus分泌的PI-PLC在SLN-high肿瘤中显著升高,PI-PLC处理可诱导内皮细胞中IL-33的表达。最后,治疗实验显示PI-PLC单药可中等抑制肿瘤,而PI-PLC与αPD-L1联合可发挥显著的协同抗肿瘤效应。

这项研究首次在HCC中定义并解析了由CD70+ ILC2s与TCF-1+ Tpex细胞构成的干细胞样淋巴生态位(SLNs),并将其确立为预测PD-1/PD-L1免疫治疗应答的关键指标。研究更首次阐明瘤内蜡样芽孢杆菌菌分泌PI-PLC,诱导内皮IL-33表达,进而促进ILC2代谢表观重编程,导致SLN积累,这一完整的微生物-免疫互作通路,为TLS异质性决定了免疫治疗疗效这一概念提供了机制层面的全新诠释,并为通过微生物或其效应分子(PI-PLC、IL-33)增强HCC免疫治疗疗效提供了可转化的策略。
| 参考文献
Hu C., You W., Huang Y., et al. Intratumoral Bacillus cereus orchestrates stem-like lymphoid niches to potentiate immunotherapy response in hepatocellular carcinoma. Cancer Cell. 2026. DOI: 10.1016/j.ccell.2026.07.016.
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