2024年12月4日，來自國加州大學的Lawrence Fong團隊，在國際期刊Nature（IF：50.5）發表了題為“ Evolution of myeloid-mediated immunotherapy resistance in prostate cancer"的研究性論文。研究人員利用單細胞RNA測序技術，通過對處于不同疾病階段的前列腺癌患者腫瘤樣本活檢的分析發現，SPP1高表達的腫瘤相關巨噬細胞 （SPP1hi-TAM） 亞群隨疾病進展而富集。并通過腺苷信號通路抑制CD8+ T細胞活性，最終導致免疫治療的耐藥性。研究進一步表明，阻斷腺苷A2A受體（A2AR）不僅可以有效降低SPP1hi-TAMs的免疫抑制作用，還顯著提高了免疫檢查點抑制劑PD1等的療效。強調了SPP1hi-TAM作為治療靶點和預測治療效果的潛在生物標志物的重要性。

前列腺癌是最常見的男性惡性腫瘤，雄激素剝奪療法（ADT） 最初可引起臨床反應，但大多數晚期前列腺癌患者最終進展為轉移性去勢抵抗性前列腺癌（mCRPC） 并死于這種疾病。近年來，針對CTLA-4、PD-1和PD-L1的免疫檢查點抑制劑 （ICIs） 已被批準治療多種癌癥，但mCRPC患者對此療法通常不盡人意。腫瘤微環境 （TME） 是促進多種惡性腫瘤免疫治療耐藥中扮演重要校色，大量證據表明髓系細胞如腫瘤相關巨噬細胞（TAMs） 和髓系抑制性細胞（MDSCs） 可通過多種機制介導前列腺癌的免疫抑制，這些細胞的豐度在ADT后顯著增加，這意味著它們在mCRPC中具有驅動免疫治療耐藥的作用。然而，這些髓系細胞種類多樣、功能復雜，使得針對它們的治療策略面臨巨大挑戰。例如，盡管CSF1R（集落刺激因子1受體）阻斷劑曾被寄予厚望，但在臨床試驗中未能顯著改善患者的預后。如何深入理解髓系細胞在前列腺癌免疫抑制中的具體機制，成為破解治療耐藥難題的關鍵。

在癌癥研究中，髓系細胞一直是一把“兩面劍"。它們在健康狀態下負責維持免疫平衡，但在癌癥環境中卻常被腫瘤“招募"并“改造"，成為促進腫瘤生長和免疫抑制的幫兇。特別是在前列腺癌的腫瘤微環境中，髓系細胞不僅數量眾多，功能也復雜多樣，包括腫瘤相關巨噬細胞（tumor-associated macrophages, TAMs）、髓系抑制細胞（myeloid-derived suppressor cells, MDSCs）和樹突狀細胞（dendritic cells, DCs）等。研究發現，這些髓系細胞通過釋放多種免疫抑制因子（如IL-10、TGF-β）和代謝產物（如腺苷），削弱了T細胞和自然殺傷細胞（NK細胞）的抗腫瘤活性。然而，髓系細胞并不是單一的群體，而是一個異質性高的“大家族"。例如，TAMs就分為M1型（促炎性、抗腫瘤性）和M2型（抗炎性、促腫瘤性），它們的比例和功能會隨著腫瘤的進展而動態變化。這種復雜性使得針對髓系細胞的治療策略面臨巨大挑戰。

為了確定在疾病進展過程中起作用的免疫抑制性細胞，他們對不同階段 （ADT初治局部非轉移性、ADT敏感轉移性、mCRPC） 的前列腺癌患者的腫瘤活檢樣本進行scRNA-seq，髓系細胞被細分為14種亞群，包括8種巨噬細胞亞群、2種髓系抑制細胞亞群和3種樹突狀細胞亞群等。其中發現一組以SPP1高表達、免疫抑制分子程序上調、集落刺激因子-1受體 （CSF1R） 轉錄水平顯著降低為特征的SPP1高度表達巨噬細胞亞群 （SPP1hi-TAM） 隨疾病進展顯著增加，此外，體外培養結果顯示這群細胞以密度依賴的方式顯著抑制T細胞增殖，且導致IFN-γ+TNF-α+ CD8+ T細胞的頻率顯著降低，提示SPP1hi-TAM可能是mCRPC免疫治療耐藥的潛在驅動因素。

作者進一步在小鼠模型中驗證人類研究結果，并探索Spp1hi-TAMs對免疫治療抵抗的作用。使用MyC-CaP小鼠前列腺癌模型進行單細胞RNA測序，并通過流式細胞術驗證結果。在小鼠前列腺癌中也識別出與人類SPP1hi-TAMs相似的Spp1hi-TAMs，其表達Spp1、Cd9和Lgals3轉錄本水平升高，而Csf1r、Mrc1、Cx3cr1和Cd163表達降低。Spp1hi-TAMs對CSF1R阻斷治療表現出抵抗性，其數量在治療后未顯著減少。Spp1hi-TAMs在小鼠前列腺癌中表現出較高的免疫抑制基因表達特征。

為了探究SPP1hi-TAM促進免疫治療耐藥性的機制，該團隊進一步分析了人類和小鼠前列腺癌的scRNA-seq數據集，發現缺氧途徑顯著激活，已知缺氧可通過上調CD39和CD73促進腫瘤細胞外腺苷的積累，與腺苷受體A2ARs和A2BRs結合后可通過胞內cAMP啟動下游免疫抑制信號傳導，降低T細胞和NK細胞抗腫瘤活性。為了直接測試SPP1hi-TAM是否是通過腺苷抑制T細胞活性，他們將其與CD8+ T細胞在A2ARs的小分子抑制劑ciforadenant以及CD73的阻斷抗體存在下共培養，這兩種處理均會導致SPP1hi-TAM介導的T細胞抑制顯著降低，表明了腺苷信號通路在SPP1hi-TAMs介導的免疫抑制中起關鍵作用。基于此發現，他們隨后檢查了用ciforadenant治療攜帶CRPC的小鼠是否可以改變體內的抗腫瘤反應，發現SPP1hi-TAM數量和CRPC生長都顯著降低，將該抑制劑與抗PD-1抗體聯合使用能增強CD8+T細胞的瘤內浸潤并進一步抑制腫瘤生長。研究人員進行一項1期臨床試驗，將mCRPC患者隨機分為兩組，一組接受ciforadenant單獨治療，另一組接受ciforadenant與atezolizumab聯合治療。聯合治療組中有25%的患者前列腺特異性抗原（PSA）水平下降30%以上，并且一些患者出現腫瘤縮小。基于SPP1hi-TAMs的豐度可能作為治療效果的預測生物標志物，但需要更大樣本量的研究來進一步驗證。

總之，PP1hi-TAMs可以作為一種重要的生物標志物，幫助預測免疫治療的效果。在臨床試驗中，研究人員發現患者腫瘤組織中SPP1hi-TAMs的豐度與聯合治療的療效顯著相關。通過檢測SPP1hi-TAMs的水平，醫生或許能夠篩選出更有可能受益于A2AR抑制劑與免疫檢查點抑制劑聯合治療的患者群體，從而實現個性化治療。另外，SPP1hi-TAMs本身也是一個潛力的治療靶點。SPP1hi-TAMs通過腺苷信號通路抑制抗腫瘤免疫反應，同時還能通過其他促炎性因子（如IL-1β）進一步惡化腫瘤微環境。未來的研究可以進一步探索更多抑制SPP1hi-TAMs功能或減少其數量的方法，例如針對腺苷信號通路和炎癥因子的雙靶點治療策略，從而從源頭上瓦解免疫抑制。

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原始文獻

Lyu, A., Fan, Z., Clark, M. et al. Evolution of myeloid-mediated immunotherapy resistance in prostate cancer. Nature (2024). doi.org/10.1038/s41586-024-08290-3

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