中国科学家Cell子刊：癌症免疫治疗新靶点——ADAM12|t细胞|免疫治疗|干扰素|特异性|癌症|肿瘤

肿瘤免疫治疗已成为现代肿瘤治疗的核心手段之一，但临床耐药问题依然突出。免疫治疗耐药患者的肿瘤微环境中大多富含成纤维细胞，其中的肌成纤维细胞会削弱免疫细胞功能并阻碍免疫浸润，使肿瘤处于“冷肿瘤”状态。理论上，靶向肌成纤维细胞有望将“冷肿瘤”转化为“热肿瘤”，但相关临床试验却屡屡受挫，这主要是因为现有策略低估了成纤维细胞的高度异质性及动态可塑性。因此，如何解析癌症相关成纤维细胞（CAFs）背后复杂的调控网络，并精准地将其从免疫抑制状态重编程为抗肿瘤状态，依然是该领域亟待突破的难题。

1月15日，北京大学生物医学前沿创新中心（BIOPIC）/重庆医科大学张泽民课题组、北京大学未来技术学院席建忠课题组，以及昌平实验室、世纪坛医院等合作方在Cancer Cell 期刊在线发表题为“Single-cell screens identify ADAM12 as a fibroblast checkpoint impeding anti-tumor immunity”的研究论文。张泽民院士团队基于此前对泛疾病免疫微环境的成果，尤其是成纤维细胞图谱构建和功能解析方面的成果，将“计算预测-功能筛选”技术应用于肿瘤治疗机制探索和新靶点发现。该研究建立了患者来源的原代成纤维细胞（patient-derived fibroblasts, PDFs）库，并基于CRISPRi/a Perturb-seq技术，开展了体外获得性（Gain-of-function，GOF）与失去性（Loss-of-function，LOF）功能筛选，系统绘制了具有因果关联的CAF基因型-表型调控网络图谱。研究发现I型干扰素响应程序可拮抗肌成纤维细胞活化程序，并进一步锁定ADAM12为调控上述平衡的关键节点。靶向ADAM12能激活抑癌性干扰素响应、重编程成纤维细胞群体结构、增强T细胞免疫应答，并在多种临床前小鼠模型中有效抑制肿瘤进展，这为靶向肿瘤微环境提供了新策略。

“ 计算预测 - 功能筛选 ” 并行的筛选策略

计算预测方面，该研究中筛选整合了大规模人类癌症单细胞转录组（scRNA-seq）、基因型-组织表达（GTEx）和癌症基因组图谱（TCGA）数据，依据细胞特异性、肿瘤特异性和不良预后关联三大标准，筛选出54个高潜力候选基因（图1A-B）。功能筛选方面，团队开发了适用于PDFs的高效CRISPRi/a工具包，建立了互补性Perturb-seq平台。该平台实现了在结直肠癌PDFs中高通量扰动基因并同步获取单细胞转录组数据，首次在癌症患者来源的成纤维细胞中完成了基因型-表型因果解析（图1C）。

为最大程度减少体外培养带来的表型偏移，该研究通过整合与比对体内外单细胞转录组数据，明确了体外培养条件下与体内状态相对应的9个核心转录模块。这些模块涵盖了细胞周期、干扰素响应、细胞外基质重塑、肌成纤维细胞活化及炎性信号等关键生物学过程。通过Perturb-seq数据分析基因扰动对这些模块的影响，研究进一步归纳出五个共调控程序。其中干扰素响应程序（ProgB）与类肌成纤维细胞程序（ProgC）表现出最显著的拮抗关系，而同时增强ProgB并抑制ProgC是促使成纤维细胞向抗瘤表型重编程的关键。

综合计算与功能筛选结果，ADAM12在众多候选基因中脱颖而出。机制上，ADAM12通过双向调控TGFβ与I型干扰素（IFN-I）信号，维持CAFs在促瘤与抗瘤表型间的平衡。

靶向ADAM12在多种临床前模型中展现出强效的抗肿瘤作用

该研究在包括黑色素瘤（B16）、结直肠癌（MC38）、胰腺癌（KPC）及肺癌（LLC）在内的多种免疫特征各异的小鼠肿瘤模型中，验证了成纤维细胞特异性敲除Adam12均能显著抑制肿瘤生长（图2A-D）。单细胞分析揭示，这种治疗效果与CAFs群体构成的显著改变有关：终末分化的促瘤肌成纤维细胞比例下降，祖细胞样和干扰素响应状态CAFs成为主导（图2E-F）。

图2 靶向ADAM12抑制肿瘤进展并重塑成纤维细胞结构

ADAM12缺失还引发肿瘤微环境重塑，具体表现为细胞外基质疏松化、血管正常化，从而为免疫细胞浸润创造条件。值得注意的是，在原本对免疫治疗不敏感的“冷肿瘤”（如胰腺癌）中，Adam12敲除后，CD8+ T细胞在肿瘤中的浸润显著增加，且其功能状态得到改善，表现为效应分子（如GzmB、IFN-γ）表达上调（图3）。

图 3 ADAM12 缺失重塑肿瘤免疫微环境

ADAM12缺失增强免疫检查点阻断疗效，揭示联合治疗潜力

由于成纤维细胞中特异性Adam12敲除能够显著增加肿瘤内CD8+ T细胞浸润及功效，团队进一步将Adam12条件性敲除与PD-L1免疫检查点阻断疗法联用，并发现这一策略在耐药模型中展现出显著协同抗肿瘤效果（图4A-B）。通过对公共人类样本数据探索，研究人员进一步分析发现ADAM12的高表达与患者的不良预后密切相关，且与肿瘤内CD8+ T细胞的浸润程度呈负相关。在结直肠癌的免疫治疗队列中，对治疗无应答患者的癌症相关成纤维细胞普遍表现出更高的ADAM12表达（图4C-E）。

图4 ADAM12缺失增强免疫检查点阻断疗效

总之，该研究成功构建了“计算预测→功能筛选→机制解析→疗效验证”的完整研究路径，系统揭示了CAFs中可被干预的“抗肿瘤轴线”，并识别出ADAM12为调控该过程的关键靶点。与具有广泛毒副作用的TGFβ通路抑制方案相比，ADAM12在正常组织中表达极低，具备更高的治疗特异性与安全性。该研究为克服免疫治疗耐药，尤其是改善‘冷肿瘤’微环境，提供了新的潜在策略与实验依据。

参考资料：

[1]https://mp.weixin.qq.com/s/O_0wMuXHwnZ5fwlhq5OnMw(来源：北京大学生物医学前沿创新中心)

[2]https://www.cell.com/cancer-cell/abstract/S1535-6108(25)00552-5

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