大家好！今天给大家介绍一篇2022年3月发表在Journal for ImmunoTherapy of Cancer(IF:13.751)上的一篇文章。本研究通过对bulk转录组数据集和单细胞转录组数据集进行分析鉴定到一种肿瘤相关巨噬细胞亚群，该类细胞亚群与肌肉浸润性膀胱癌患者预后和免疫治疗反应有关。

Immunosuppressive tumor-associated macrophages expressing interlukin-10 conferred poor prognosis and therapeutic vulnerability in patients with muscle-invasive bladder cancer

表达白介素- 10的肿瘤免疫抑制相关巨噬细胞会导致肌肉浸润性膀胱癌患者预后不良和治疗易感性

摘要

背景：分泌IL-10的肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）是一种极化状态明显的功能特异性细胞亚群，在抗肿瘤免疫应答中发挥抑制作用。本研究，作者评估了IL-10+ TAMs浸润与临床结局，治疗反应和分子特征的相关性，评估了IL-10+ TAMs对肌肉浸润性膀胱癌（MIBC）免疫环境的潜在作用。

方法：对中山医院的数据集（ZS）和TCGA数据集进行分析，使用免疫组化量化ZS队列中免疫细胞的浸润水平，使用单细胞测序和流式细胞仪研究IL-10+ TAMs的功能和与其他免疫细胞的相关性。

结果：IL-10+ TAMs浸润水平较高的患者预后较差有关而对MIBC的化疗效果较好。具有抑制特征的IL-10+ TAMs与CD8+ T细胞衰竭，未成熟NK和免疫检查点表达水平增加有关。此外，IL-10+ TAMs浸润水平较高与基底亚型和EGF信号通路增强有关。

结论：具有免疫抑制作用的IL10+ TAMs会导致免疫效应细胞能力丧失和免疫检查点表达水平增加，因此尽管CAT反应较好但是预后较差。IL-10+ TAMs可以为EGFR -靶向治疗和FGFR3 -靶向治疗提供指导。免疫抑制IL-10+ TAMs可以作为治疗靶点进行进一步研究。

流程图

结果

1.数据集的获取和下载

从TCGA数据集获取MIBC患者的转录组数据集，包括412例样本。从中山医院获取ZS数据集，包括215例样本。

2. IL-10+ TAMs浸润与MIBC患者预后较差有关

为研究IL-10+ TAMs在MIBC中的预后价值，作者对TCGA和ZS数据集中IL10+ TAMs的浸润水平进行KM分析。尽管总TAMs浸润水平不能区分患者的OS和RFS（图1A和1C），但是IL-10+ TAMs浸润水平较高与TCGA和ZS数据集的OS和RFS较差有关（图1B和1D）。此外，多因素Cox分析表明IL-10+ TAMs浸润水平是独立预后因子。

图1 IL-10+ TAMs浸润水平较高与预后较差有关

3. IL-10+ TAMs浸润水平预测MIBC患者对ACT的反应

ACT已应用于MIBC患者的治疗但是仅有小部分患者受益于ACT。作者研究IL-10+ TAMs浸润水平是否与ACT反应有关。对于TCGA和ZS数据集，接受ACT和未接受ACT的患者OS和RFS没有显著差异（图2A和2B）。随后，比较IL-10+ TAMs浸润高组和IL-10+ TAMs浸润低组中接受ACT患者的临床结果。对于IL-10+ TAMs浸润高组来说，接受ACT的患者OS和RFS较好（图2A和2B）。然而，对于IL-10+ TAMs浸润低组来说，接受ACT的患者OS和RFS较差（图2A和2B）。

图2 IL-10+ TAMs浸润水平预测化疗效果

4.鉴定IL-10+ TAMs浸润的免疫逃逸微环境

由于IL-10+ TAMs浸润对MIBC中TME的影响尚不清楚，作者对TCGA数据集进行差异分析，对DEGs进行GO富集分析，结果表明多个免疫抑制基因集富集于IL-10+ TAMs浸润较高的亚群中（图3A），IL-10+ TAMs浸润高的亚组中免疫检查点上调表达（图3B）。CIBERSORT分析表明IL-10+ TAMs浸润高组中免疫抑制细胞浸润水平较高而活性DCs浸润水平较低（图3C）。ZS数据集的免疫组化分析表明IL-10+ TAMs浸润高组中免疫抑制细胞数量较多（图3D）。此外，作者对TCGA数据集进行GSEA分析，进一步研究CD8+ T细胞和NK细胞的功能状态。已有研究表明IL-10+ TAMs浸润高组具有CD8+ T细胞衰竭和未成熟NK细胞特征（图3E）。FCM分析表明IL-10+ TAMs浸润与CD8+ T细胞衰竭正相关，CD8+ T细胞标志物表达水平与IL-10+ TAMs浸润负相关，IL-10+ TAMs浸润水平与免疫检查点表达水平正相关（图3F）。

图3鉴定IL-10+ TAMs浸润的免疫抑制微环境

5. scRNA-seq鉴定IL-10+ TAMs的特征

为进一步研究IL-10+ TAMs的功能亚型特征，作者对6个MIBC样本和2个正常样本进行scRNA-seq（图4A）。UMAP分析共鉴定到11个细胞类型和26个细胞簇（图4B）。IL-10在大部分巨噬细胞中表达（图4C）。IL-10+ TAMs中M1巨噬细胞的标志物（CCR7,CCL5和TNF）显著下调表达而M2巨噬细胞的标志物（CD163,MRC1,MSR1,VTCN1,ARG1,TGFB1,MMP14和EGF）上调表达（图4D）。SCENIC分析表明极化M2巨噬细胞的转录因子SOX7,MYC,HOXA5和TEAD4等富集与IL-10+ TAMs（图4E）。细胞通讯分析表明，IL-10+ TAMs与CD8+ T细胞衰竭之间存在相互作用（图4F）。配体受体对分析表明，NKG2D Ⅱ受体- MICA富集与IL-10+ TAMs中，表明IL-10+ TAMs在重塑CD8+ T细胞功能状态具有潜在作用（图4G）。

图4 scRNA-seq分析

6. IL-10+ TAMs浸润的分子特征和治疗作用

MIBC分子亚型分析表明，在IL-10+ TAMs浸润高组中Ba/Sq比例最高，IL-10+ TAMs浸润低组中LumP是主要亚型（图5A）。体细胞突变分析表明，IL-10+ TAMs浸润高组中TP53和RB1突变数量较多而在IL-10+ TAMs浸润低组中KDM6A,STAG2和FGFR3突变数量较多（图5A）。单因素Cox分析表明IL-10+ TAMs浸润高可以作为KMT2D突变型的预后危险因子（图5B）。此外，IL-10+ TAMs浸润高组EGF信号转导，抗原呈递和免疫检查点打分显著升高（图5C），表明IL-10+ TAMs浸润高组患者对EGFR靶向治疗和免疫治疗更敏感。

图5 IL-10+ TAMs浸润的分子特征和治疗作用

结论

总的来说，本研究在MIBC中鉴定到一个IL10+ TAMs亚群，该亚群与预后不良有关且对ACT反应较好。IL-10+ TAMs在TME中发挥免疫抑制作用会导致免疫细胞毒性功能失调。分子特征分析表明，与IL-10+ TAMs浸润水平有关的上游驱动事件和下游信号通路改变为靶向EGFR和FGFR3及免疫治疗提供有价值的信息。本研究的亮点在于作者纳入了自测单细胞转录组数据集，然而还存在一定的局限性，例如还需要一定的额外数据集对本研究结果进行验证。

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