导读

肿瘤相关巨噬细胞（tumor-associated macrophage，TAM）是肿瘤组织中浸润的巨噬细胞，主要由单核细胞分化而来。肿瘤细胞分泌的CSF1、CCL2等趋化因子能募集外周循环血中的单核细胞到肿瘤微环境（tumor microenvironment，TME）中，继而单核细胞分化成巨噬细胞。肿瘤组织中有大量炎症细胞浸润，包括TAM、淋巴细胞、肥大细胞等，其中TAM是最主要成分。因此，了解巨噬细胞和其他免疫细胞之间的相互作用以及增强现有抗癌治疗的因素至关重要。

我们公众号上个月也推出过肿瘤相关巨噬细胞专题，今天小编带大家看一篇发表在免疫学期刊（J Immunother Cancer; IF:12）如何从生信的角度解读某一特定亚型的TAM文章。

结果解读

IL-10⁺TAMs对MIBC患者预后不良的预测价值

想要探讨IL-10⁺TAMs在MIBC（肌肉浸润性膀胱癌）中的预后价值，Kaplan-Meier分析是必不可少是的。作者就对ZS（中山医院）和TCGA队列中IL-10⁺TAMs的浸润进行Kaplan-Meier分析。在TCGA队列和ZS队列中，作者发现TAMs浸润不能区分出患者的OS和RFS。但是IL-10⁺TAMs浸润可以预测出患者预后的较差。此外，多因素COX分析进一步证实IL-10⁺TAMs是预后不良的独立预测因素。总的来说，IL-10⁺TAMs比总TAMs显示出更大的预后价值，并且与MIBC患者不良的临床预后相关。

图1 IL-10⁺TAMs的MIBC患者浸润表现出预后不良

IL-10⁺TAMs对MIBC患者ACT反应的预测价值

辅助化疗（ACT）是对身体的肿瘤进行手术治疗或放疗的前后，应用化疗使原发肿瘤缩小，同时可能消灭残存的微小转移病灶，减少了肿瘤复发和转移的机会。根据指南，ACT已被广泛应用于MIBC患者的治疗，但只有一部分患者可以获得生存益处。但是很难判断哪一类患者会受益于ACT。于是本文的作者评估了IL-10⁺TAMs的浸润是否与MIBC患者的ACT反应有关。在TCGA队列和ZS队列中，MIBC患者未能从辅助化疗（基于顺铂）中受益。但是，ACT应用可使TCGA队列中IL-10⁺TAMs高浸润的患者的生存获益。另外在TCGA队列中，低IL-10⁺TAMs浸润的患者在接受ACT治疗后有较差的RFs（recurrence- free survival，无复发生存期）。总体而言，这些结果表明，IL-10⁺TAMs高浸润的患者更有可能从辅助化疗中受益。

图2 IL-10⁺TAMs浸润丰度对辅助化疗疗效的预测价值

IL-10⁺TAMs对免疫逃逸微环境的识别

IL-10⁺TAMs对MIBC TME的影响尚不清楚。但是肿瘤TAMs是免疫抑制细胞和细胞因子网络的核心，在肿瘤免疫逃逸中起着至关重要的作用。因此，了解巨噬细胞和其他免疫细胞之间的相互作用以及增强现有抗癌治疗的因素至关重要。

根据TCGA队列的RNA-seq结果，筛选差异表达基因并进富集分析，结果表明IL-10⁺TAMs高表达的亚群富集多种免疫抑制基因集，包括对T细胞增殖和免疫应答的负向调控。同时，在TCGA队列中，免疫检查点基因在IL-10⁺TAMs高表达的亚组中上调。IL-10⁺TAMs高表达与较高水平的免疫抑制细胞(IDCs、静息肥大细胞和中性粒细胞)和较低水平的活化DC相关。

与TCGA队列的结果一致，ZS队列中IL-10⁺TAMs高浸润的患者有更多的免疫抑制细胞。作者还发现CD8⁺T细胞和NK细胞的丰度与IL-10⁺TAMs的免疫逃逸环境相矛盾。因此，作者利用TCGA RNA-Seq数据，通过GSEA进一步描述了CD8⁺T细胞和NK细胞的功能状态。以往的研究发现耗竭的CD8⁺T细胞特征和未成熟的NK细胞特征高度富集在IL-10⁺TAMs高亚群。综上所述，免疫抑制的环境和功能失调的效应细胞潜在地解释了为什么IL-10⁺TAMs高浸润患者具有较差的预后。

图3 识别IL-10+TAMS的免疫逃逸微环境

MIBC中IL-10⁺TAMs的scRNA-seq分析

一想到具体的细胞亚群，小编就会想到单细胞测序这个工具，在单个细胞水平上对基因组进行测序的单细胞测序技术逐渐兴起，一方面解决了微量样品无法进行检测的难题，另一方面也更好地解析了不同细胞之间的遗传变异的异质性。

文章作者为了进一步确定IL-10⁺TAMs的功能表型，对6个MIBC样本和2个瘤旁样本进行了单细胞RNA测序。通过UMAP的方法，可视化识别出的11种细胞类型的26个细胞簇。已发现IL-10主要表达于所有(第6、14和23组)细胞类型的巨噬细胞上。作者初步提取了IL-10⁺TAMs的特性，并研究了几种巨噬细胞标志物在IL-10⁺TAMs上的表达。结果显示，在IL-10⁺TAMs中，M1巨噬细胞标志物(包括CCR7、CCL5和TNF)显著下调，而M2巨噬细胞标志物(包括CD163、MRC1、MSR1、VTCN1、ARG1、TGFB1、MMP14和EGF)显著上调。此外，通过单细胞调控网络推理和聚类分析，几种M2巨噬细胞极化的核心转录因子（SOX7、MYC、HOXA5、TCF7L2、GATA3、RORA和TEAD4）也富集在IL-10⁺TAMs中。

为了找到IL-10⁺TAMs与衰竭的T细胞之间的联系，作者进一步利用scRNA-seq数据进行了细胞通讯分析，发现IL-10⁺TAMs与衰竭的CD8⁺T细胞之间存在密切的相互作用。在与IL-10⁺TAMs和耗竭的CD8⁺T细胞相关的配体受体对中，NKG2D II受体-MICA显著在IL-10⁺TAMs中富集，提示IL-10⁺TAMs在重塑CD8⁺T细胞功能状态中具有潜在的作用。综上所述，IL-10⁺TAMs表现出免疫抑制的M2样表型。这些结果也证明了免疫抑制IL-10⁺TAMs与耗竭的CD8⁺T细胞之间关系密切。

图4在MIBC中用scRNA-seq鉴定IL-10⁺TAMs

IL-10⁺TAMs的跨分子特征及其治疗意义

分子特征已被证明对MIBC的性质和进展有重要影响。作者发现IL-10⁺TAMs与不同分子亚型MIBC的分布有关。在呈现MIBC分子图谱的肿瘤图中，在IL-10⁺TAMs高表达的亚组患者中，BA/Sq（基底/鳞状）所占比例最大，而在TCGA队列中IL-10⁺TAMs低表达的亚组患者中，LumP是主要的亚型。经作者研究发现IL-10⁺TAMs高、低亚组中MIBC涉及的关键基因突变率差异具有统计学意义，高IL-10⁺TAMs亚组中TP53、RB1突变较多，为典型的基底型。而KDM6A、STAG2和FGFR3突变株在IL-10⁺TAMs低亚群中有较强的富集性，符合管腔型的特点。

随后，为了评估IL-10⁺TAMs在某些肿瘤突变的影响下是否有不同的作用，作者对特定基因突变的患者的IL-10⁺TAMs水平进行了COX单因素分析，发现在野生型TP53、RB1、ARID1A、FAT1、SPTAN1、ATM和ERBB2的患者中，IL-10⁺TAMs的丰度表明HR较高。在对分子特征的研究中，作者还发现在大多数基因突变中，IL-10⁺TAMs对临床结局没有影响，但只有在KMT2D突变中，高IL-10⁺TAMs的浸润可以被认为是一个预后危险因素，提示KMT2D突变可能是启动或介导IL-10⁺TAMs聚集及其下游机制的关键上游分子事件。

此外，作者观察到IL-10⁺TAMs高表达的亚组的表皮生长因子信号、抗原呈递和免疫检查点特征得分显著高于对照组，这提示IL-10⁺TAMs浸润程度较高的患者对EGFR靶向治疗和免疫治疗更敏感。总之，IL-10⁺TAMs水平与特定的治疗相关信号相关，因此MIBC对不同类型的靶向治疗和免疫治疗的敏感性不同。

IL-10⁺TAMs的跨分子特征及其治疗意义

全文总结：

综上所述，本研究确定了MIBC中一种特殊的IL-10阳性的TAMs亚群，并发现它们与不良的临床预后有关，但对ACT的疗效较好。IL-10⁺TAMs参与了TME的免疫抑制状态，导致免疫细胞毒细胞功能紊乱。通过对IL-10⁺TAMs与MIBC分子特征的结合分析，为进一步探讨EGFR靶向治疗、FGFR3靶向治疗以及免疫治疗的个体化治疗方法提供了更深入的认识。小编认为本文清晰而新颖的生信思路值得我们借鉴，希望能帮助到大家~

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参考文献：

Xu, Y., Zeng, H., Jin, K., Liu, Z., Zhu, Y., Xu, L., . . . Xu, J. (2022). Immunosuppressive tumor-associated macrophages expressing interlukin-10 conferred poor prognosis and therapeutic vulnerability in patients with muscle-invasive bladder cancer. J Immunother Cancer, 10(3). Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/35338085. doi:10.1136/jitc-2021-003416