《細胞研究》：首次發現肝癌“護城河”！

　　肝癌，對于中國人來說是一個沉重的負擔。

　　據世衛組織去年發布的全球癌癥統計報告（GLOBOCAN），中國每年新發肝癌超過41萬例，因肝癌死亡超過39萬例，分別占全球的45%和47%[1]。更觸目驚心的是，我國肝癌患者的5年生存率只有12.1%[2]。

　　肝癌為何如何兇險難治？近日，由復旦大學附屬中山醫院的周儉、陳奧、楊欣榮和劉石平領銜的研究團隊，在著名期刊《細胞研究》上發表了一項重磅研究成果[3]，在一定程度上揭開了肝癌難治之迷。

　　他們基于高分辨率的測序技術，首次在肝癌組織的周圍發現了一層寬約500微米、橫跨肝癌和癌旁組織的“護城河”。這個區域存在強烈的免疫抑制和代謝重編程，而且里面還存在一種分泌血清淀粉樣蛋白A1和A2（SAAs）的受損肝細胞亞型。

　　值得一提的是，“護城河”中受損的肝細胞過度表達和分泌SAAs，會導致巨噬細胞的招募和M2極化，進一步促進局部免疫抑制，加速肝癌進展。臨床回顧性隊列研究也證實了上述發現。

　　論文首頁截圖

　　為了加深對肝癌的認知，研究人員將納米級分辨率的空間轉錄組（Stereo-seq）和單細胞RNA測序（scRNA-seq）技術相結合，深入研究了來自于21名原發性肝癌患者的53份樣本：腫瘤組織（T，12份）、腫瘤邊緣區域（M，21份）、癌旁組織（P，10份）以及正常或轉移的淋巴結（LN，10份）。他們還將這些數據整合，構建了原發性肝癌四種不同組織的單細胞和空間轉錄圖譜。

　　基于上述數據，研究人員注意到，四個區域（T、M、P和LN）的細胞組成和空間分布具有高度異質性，除了癌細胞和肝細胞外，T/NK細胞、B細胞和成纖維細胞是最豐富的細胞。根據病理學家的分析結果，研究人員將腫瘤邊緣區域（M）分成了兩部分，一部分靠近腫瘤命名為M-T，一部分靠近癌旁組織命名為M-P。

　　進一步的研究發現，與其他區域相比，在腫瘤中觀察到更多的內皮細胞和漿細胞，而成纖維細胞和巨噬細胞往往富集在M-T而不是腫瘤組織中，B細胞在LN中最為豐富。與癌旁組織組織相比，M-P聚集了更多的成纖維細胞。

　　不同區域免疫細胞的分布

　　研究人員在對腫瘤邊緣區域做了更細致的分析后發現，免疫細胞在離腫瘤一側最接近邊界的第一層（-250μm至0μm）內顯著富集，免疫細胞在所有細胞中的占比達到30%以上。與癌旁那一側的邊界（M-P）相比，巨噬細胞、DCs、T/NK細胞和B細胞在M-T最靠近邊界的區域含量更豐富。

　　他們還發現，在邊界的腫瘤那一側（M-T），從距離邊界由遠到近的地方，巨噬細胞、DCs、T/NK細胞和B細胞的比例逐漸增加。其中，巨噬細胞在距離邊界最近的那一層（-250μm至0μm）含量最高，達到了8.6%，是距離邊界最遠那一層（-750μm至-500μm）的兩倍多（3.9%）。驗證隊列的數據也證實了這一結論。

　　此外，研究人員還注意到，在邊界的腫瘤那側，離邊界越近的地方巨噬細胞中發揮免疫抑制作用的M2型巨噬細胞占比越大，在離邊界最近的那一層，M2巨噬細胞的占比達到了三分之二以上。如果從T細胞的角度來看的話，他們也發現離邊界越近的地方耗竭T細胞占所有細胞的比越高，從最遠第三層的0.09%飆升到最近第一層的0.54%。不難看出，越往邊界靠近，免疫抑制作用越強，T細胞耗竭程度越重。

　　以上研究結果表明，在邊界的腫瘤側有個寬度約為250微米的免疫抑制的微環境。

　　腫瘤側有個寬度約為250微米的免疫抑制的微環境

　　除了免疫抑制微環境之外，研究人員還注意到，在邊界的腫瘤側，靠近邊界的腫瘤細胞可以通過上調脂質代謝積極啟動代謝重編程，以獲得額外的能量來源，這對腫瘤侵襲性至關重要。此外，在邊界的癌旁側，與凋亡、血管生成、增殖能力、缺氧和糖酵解有關的途徑，在距離邊界最近的那一層（0-250微米）的細胞中顯著富集，這意味著在這個區域有嚴重受損的肝細胞富集。

　　研究人員基于以上數據，在肝癌腫瘤組織的周圍確定了一個獨特的侵襲區——以腫瘤邊界為中心的雙側各250微米寬的區域，這也就是我們在文章開頭提到的那個500微米寬的“護城河”。這個侵襲區的特點是強烈的免疫抑制微環境，脂肪酸代謝的能量供應增強，腫瘤細胞的上皮-間質轉化（EMT）能力增加，以及存在嚴重受損的肝細胞。

　　在接下來的研究中，他們在邊界的癌旁組織側第一層（0-250微米）發現了受損的肝細胞亞型Hep1細胞。從機制上講，肝臟腫瘤細胞分泌的CXCL6會穿過侵襲區，激活Hep1細胞的JAK-STAT3途徑，進而誘導SAAs的過度表達；而SAAs的分泌就可以招募大量的巨噬細胞進入肝癌周圍的“護城河”，并促進巨噬細胞往促癌的M2型極化。

機制示意圖

　　在研究的最后，研究人員探索了SAAs陽性肝細胞亞型與腫瘤進展之間的關系。

　　在肝癌患者的回顧性隊列分析中，他們發現侵襲區SAAs的高表達與患者的預后較差有關。而小鼠模型實驗則表明，敲除編碼SAAs的基因，可以顯著抑制體內原發性和繼發性肝腫瘤的生長，而且腫瘤周圍侵襲區的巨噬細胞的招募和M2極化都減少了。

　　SAAs表達水平與患者OS的關系

　　總的來說，這個研究表明，肝癌細胞通過分泌CXCL6，導致周圍癌旁組織的肝細胞分泌SAAs，招募巨噬細胞圍繞在腫瘤周圍，并將其往M2型極化，給腫瘤打造了一個寬度為500微米且高度免疫抑制的“護城河”，幫助肝癌的進展。

　　據了解，這也是科學家首次在肝癌腫瘤組織周圍發現這么一個侵襲區，這對于我們理解肝癌微環境，尋找更有效的治療方案有一定的指導意義。此外，這個研究中發現的SAAs陽性肝細胞，還能成為預測肝癌預后的標志物，這對于患者的精準治療也有極大的價值。

　　圖片

　　參考文獻：

　　[1].Rumgay H, Arnold M, Ferlay J, et al. Global burden of primary liver cancer in 2020 and predictions to 2040. J Hepatol. 2022；77(6):1598-1606. doi:10.1016/j.jhep.2022.08.021

　　[2].Zeng H, Chen W, Zheng R, et al. Changing cancer survival in China during 2003-15: a pooled analysis of 17 population-based cancer registries. Lancet Glob Health. 2018；6(5):e555-e567. doi:10.1016/S2214-109X(18)30127-X