胆管癌的生物学行为、分子特征与免疫微环境,从根源上由细胞起源与解剖位置共同决定,不同的细胞起源直接塑造了肿瘤后续的突变谱、信号通路活化特征与临床预后。总的来说,肝内胆管癌(iCCA)与肝外胆管癌(eCCA)的免疫景观存在显著差异,二者在免疫细胞构成、功能状态及治疗应答上截然不同,这提示临床必须针对不同亚型制定专属的免疫治疗策略。
目前,胆管癌的研究范式已完成从传统批量测序到单细胞测序、再到空间多组学的三代技术跨越,不同技术各有优劣、互为补充,共同推动研究不断深入。第一代批量测序(Bulk RNAseq)具备高通量、低成本、适合大队列的优势,可用于分子分型与标志物筛选,但组织匀浆处理会丢失空间信息,无法反映细胞异质性与细胞间相互作用。第二代单细胞RNA测序(scRNAseq)实现单细胞分辨率,能够发现新细胞亚群、追踪分化轨迹,可应用于细胞亚群定义和配体-受体分析(图1),但组织解离过程破坏空间位置,难以解析细胞邻域关系,捕获效率有限。
图1. 单细胞测序定义细胞亚群:肿瘤微环境的细胞图谱
(引自讲者幻灯)
第三代空间转录组与空间蛋白组技术带来革命性突破,在保留组织原位结构的同时,实现空间位置与分子信息的同步解析,能够精准揭示细胞邻域互作、空间功能单元与免疫生态位,成为临床研究的核心工具。Advanced Science杂志2025年发表的一项研究针对ICC患者的肿瘤核心、癌旁组织及肿瘤前沿区域开展多组学联合分析,首次揭示了肿瘤前沿区域存在由特异性巨噬细胞、癌症相关成纤维细胞与内皮细胞构成的三元免疫抑制结构,该结构形成物理与代谢双重屏障,成为促进肿瘤侵袭与进展的关键空间单元,该研究结果为靶向治疗提供了新思路[1]。
在此基础上,研究团队通过单细胞测序进一步挖掘出一类关键的免疫抑制细胞亚群——APOE⁺C1QB⁺肿瘤相关巨噬细胞。该亚群高表达APOE、C1QB、C1QA、C1QC 等分子,主要参与补体激活与脂质代谢调控,在慢性炎症型ICC中呈显著富集状态。这类巨噬细胞可通过分泌细胞因子与趋化因子重塑肿瘤微环境,抑制效应T细胞的活化与增殖、促进调节性T细胞(Treg)分化、诱导T细胞耗竭,是介导ICC免疫抑制与不良预后的核心驱动因素。体内外功能实验进一步证实(图2),靶向CSF1R信号可显著减少肿瘤相关巨噬细胞的浸润、有效抑制肿瘤生长,最终证实靶向APOE⁺C1QB⁺ TAMs 是ICC免疫治疗的有效策略,为临床转化提供了坚实的实验支撑[2]。
图2. 免疫治疗靶点的实验验证:靶向APOE⁺C1QB⁺ TAMs是ICC免疫治疗的有效策略
(引自讲者幻灯)
在此基础上,研究团队将iCCA划分为五种空间肿瘤微环境(TME)亚型,各亚型呈现截然不同的细胞组成、功能特征与预后表现:1)TLSlike high型,预后最佳,以CD4⁺、CD8⁺ T/B细胞簇富集为特征,属于典型“免疫热型”,适合免疫单药治疗;2)CD57⁺ EC high型,预后良好,以 CD57⁺管腔上皮细胞显著富集为标志;3)Granulocyte high型,预后较差,以粒细胞显著增加、髓系细胞中度升高为特征,富集于淋巴结阳性患者,促进肿瘤进展,属于免疫抑制型;4)CAF/CD163hi high型,预后较差,表现为高基质丰度与强免疫抑制;5)Pan-CK⁺ EC high型,预后最差,呈现典型“免疫沙漠”表型, 血管生成显著上调,是临床治疗的最大难点。基于上述分型,方维佳教授提出精准治疗策略:免疫热型(TLS-like high+CD57⁺ EC high)适合免疫检查点抑制剂(ICI)单药治疗;免疫抑制型(Granulocyte high+CAF/CD163hi high)推荐 ICI 联合 TKI 靶向治疗;免疫沙漠型(Pan-CK⁺ EC high)则更适合肝动脉灌注化疗(HAIC)序贯免疫治疗(图3)。同时,团队构建了基于ResNet50_V2的空间深度学习预后预测模型,以IMC图像的空间TME特征为输入,仅需1mm² FFPE肿瘤样本、4μm厚切片即可预测iCCA患者2年生存结局,为临床快速预后评估提供可转化工具(图4)。
图3. 五种空间TME亚型的特征
(引自讲者幻灯)
图4. 空间深度学习模型预测预后
(引自讲者幻灯)
图5. iCCA的空间异质性景观
(引自讲者幻灯)
其中,TFF3⁺恶性亚克隆成为研究核心。TFF3作为TFF蛋白家族成员,在iCCA中表达丰度最高。CellChat分析证实,TFF3⁺恶性亚克隆与巨噬细胞的相互作用最为活跃,是肿瘤微环境中细胞通讯的核心枢纽。机制上,TFF3通过诱导巨噬细胞重编程,构建了强大的免疫抑制网络。TFF3可驱动巨噬细胞向M2样表型极化,上调CD163、CD206 等表面标记与ARG-1、IL-10等免疫抑制功能分子。TFF3可作为iCCA免疫治疗的关键靶点,阻断TFF3介导的肿瘤细胞-TAM互作,能够抑制免疫监视抑制、增强抗肿瘤免疫应答,进而抑制iCCA进展、改善患者预后,为破解胆管癌免疫耐药提供了全新的干预方向(图6)。
图6. TFF3介导肿瘤细胞-TAM互作的机制
(引自讲者幻灯)
基于空间多组学的深度解析,CCA免疫生态位系统划可分为五种核心格局,即免疫排斥型、髓系抑制型、纤维化屏障型、调节性T细胞富集型与三级淋巴结构活跃型,每种格局对应独特的细胞组成、代谢-免疫耦合特征与预后表现(图7)。其中,免疫排斥型占比最高,以乳酸堆积、腺苷信号、趋化因子缺失为核心;纤维化屏障型以TGF-β信号激活、ECM重塑为特征;髓系抑制型以缺氧驱动M2极化、精氨酸耗竭为标志;TLS/APC活跃型则因存在完整三级淋巴结构、抗原呈递活跃而预后最佳,对免疫治疗响应最好。这种分型清晰揭示了胆管癌免疫抑制的内在机制,为临床分层治疗提供了关键依据。此外,也有最新研究显示,胆汁酸可通过GPBAR1激活 CAF,诱导CXCL10表达并招募中性粒细胞,形成免疫抑制微环境,为代谢-免疫联合治疗提供新靶点。
图7. CCA免疫生态位分类:五种免疫格局
(引自讲者幻灯)
前文提到的空间多组学结果证实,由SPP1⁺巨噬细胞、POSTN⁺ FAP⁺ CAF 与肿瘤细胞构成的“三元结构”是胆管癌免疫抑制的核心空间单元。该结构在肿瘤前沿形成自我强化的正反馈循环,一方面通过致密细胞外基质构成物理屏障,阻止CD8⁺ T细胞浸润;另一方面通过代谢抑制、信号阻断、免疫检查点激活等多重机制,使进入肿瘤的 T 细胞快速耗竭,这也是胆管癌常规免疫治疗效果不佳的重要原因(图8)。配体–受体相互作用分析显示,VEGFA、TGFβ、SPP1CD44等信号轴在空间邻域内显著增强,提示单一靶点难以起效,必须采用联合策略破坏空间互作网络(图9)。
图8. TAM-CAF-肿瘤三元结构
(引自讲者幻灯)
图9. 配体-受体网络的空间强化
(引自讲者幻灯)
基于上述机制,空间多组学指导下的精准治疗策略应运而生(图10):对于纤维化屏障型,推荐抗纤维化联合免疫检查点抑制剂;对于髓系抑制型,采用抗血管、髓系靶向联合免疫的三联方案;对于免疫沙漠型,则通过诱导三级淋巴结构形成、增强抗原呈递或直接使用细胞治疗来突破耐药。多项在研临床试验已证实,联合靶向 TAM 与 CAF 可显著提升免疫治疗疗效,为胆管癌个体化治疗提供了全新可行路径。
图10. 空间多组学指导精准免疫治疗策略
(引自讲者幻灯)
参考文献
2.Cancer Immunology Research, 2022.
3.Hepatology, 2025.
4.Biomarker Research, 2024.
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