Nat Commun | 李涛/王东旭团队基于患者单细胞转录组图谱揭示肝癌新辅助免疫治疗耐药新机制|免疫性疾病|免疫治疗|王东旭|肝癌|肿瘤

肝细胞癌（HCC）发病率、死亡率居高不下，而我国患者占据近一半。以 PD-1/L1 抗体为主的免疫检查点抑制剂（ ICIs ）已广泛应用于晚期肝癌的系统性治疗，并逐步拓展至肝癌新辅助治疗领域，取得了较好的临床效果。尽管如此，肝癌免疫治疗仍面临整体客观缓解率低、原发 / 继发耐药等诸多问题，揭示其背后的耐药机制是当前肿瘤免疫领域的紧迫问题。因此，山东大学齐鲁医院李涛教授、王东旭副教授团队联合北京协和医院、新疆医科大学附属肿瘤医院的研究者，依托本团队临床队列与外部公共队列数据构建大规模单细胞与空间转录组图谱，结合多种体外/体内模型实验，揭示了PD-1新辅助免疫治疗下，肝癌免疫耐药的关键细胞与分子机制。该研究成果 Integrated single-cell multi-omics characterization reveals lipid-associated macrophage-mediated immunosuppression in neoadjuvant immunotherapy of hepatocellular carcinoma 于近日正式发表在 Nature Communications 上。

肿瘤免疫微环境（ TIME ）异质性是原发性耐药的重要原因之一，肝脏作为富含巨噬细胞且脂质代谢活跃的器官，其中的脂质重编程巨噬细胞如何影响肝癌免疫微环境及新辅助免疫疗效仍不明确。在新辅助抗 PD-1 治疗的 HCC 患者组成的临床队列，并整合了 60 例外部肝癌患者的单细胞转录组数据，构建了涵盖 74 例患者、约 46 万个细胞的高通量单细胞图谱。同步配套空间转录组、多重免疫荧光（ mIHC ）、肝癌类器官（ HCO ）以及高脂饮食荷瘤小鼠等模型开展了多层次验证，搭建了 “临床队列-单细胞多组学-体外细胞-患者类器官-动物体内模型” 的闭环验证体系。通过将单细胞转录组数据与病理学评估的临床疗效进行系统关联分析，研究者鉴定出了一群与不良免疫治疗反应显著相关的脂质相关巨噬细胞（ Lipid-associated Macrophages, LAM ）。该亚群以高表达 C1QA 、 FABP1 和 APOA1 为特征，在 PPAR 信号通路调节下呈现显著的脂质代谢富集状态，并在新辅助免疫治疗的非响应者肿瘤微环境中显著富集。

研究进一步发现，非响应者的肿瘤微环境中富集了具备脂肪酸代谢特征的肝癌细胞亚型，其通过载脂蛋白等配体与 LAM 密切相互作用，对于诱导巨噬细胞向 LAM 表型极化有潜在的作用。功能上， LAM 一方面通过 SPP1/FN1 等作用促进细胞外基质重塑，形成物理屏障阻碍 T 细胞浸润；另一方面通过 TGF-β/IL-10/LGALS9 等作用促成免疫抑制微环境，抑制 T 细胞效应毒性并诱导其耗竭状态。值得关注的是，研究者进一步发现利用具备脂代谢调节作用的番茄红素（ Lycopene ）或 PPAR 全激动剂西格列他钠（ Chiglitazar ）与免疫治疗联合，在体外细胞模型和小鼠体内模型中均能显著减少 LAM 的脂滴累积，恢复 T 细胞抗肿瘤活性，进而改善抗 PD-1 治疗的疗效，从而为靶向 LAM 的临床转化提供了潜在的联合治疗策略。

此外，通过构建新辅助免疫治疗响应者与非响应者的细胞间通讯网络，研究团队系统描绘了以 CD4 + 辅助 T 细胞、 CD8 + 效应毒性 T 细胞、炎性巨噬细胞为核心的免疫激活模块，以及以 LAM 、调节性 T 细胞和 RGS5 + 成纤维细胞为主的免疫抑制模块，为理解肝癌免疫疗效异质性提供了可参考的系统性作用图景。