美國MD Anderson癌癥中心張建軍、吳佳、朱波等研究揭示了肺腺癌不同癌前病變階段逐步改變的免疫微環(huán)境特點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)早在非典型腺瘤樣增生階段，免疫檢查點(diǎn)TIM-3就在多種免疫細(xì)胞中顯著高表達(dá)，抑制TIM-3可通過改善抗原呈遞增強(qiáng)抗腫瘤免疫應(yīng)答，阻止病變繼續(xù)進(jìn)展。（Cancer Cell. 2025年5月8日在線版）

該研究整合空間蛋白組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和單細(xì)胞組學(xué)數(shù)據(jù)，對(duì)114例人類和589例小鼠肺腺癌不同階段樣本進(jìn)行了系統(tǒng)分析，首次在癌前階段的髓系免疫細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)免疫檢查點(diǎn)TIM-3的高度表達(dá)，提示其可能是肺癌癌前攔截策略的重要靶點(diǎn)。

隨著肺癌篩查的推廣普及，越來越多的肺癌可在早期甚至癌前病變階段被發(fā)現(xiàn)。對(duì)于發(fā)現(xiàn)腫瘤病灶或癌前病變后的處理尚存差異。免疫治療獲批用于早期肺癌圍手術(shù)期治療，用于癌前病變的價(jià)值尚未明確。正常肺組織到肺癌，通常經(jīng)歷不典型腺瘤樣增生、原位腺癌、微浸潤腺癌再到浸潤性癌的演進(jìn)過程。若僅靠影像學(xué)檢查來評(píng)估，看到的可能都是以磨玻璃密度影為主的肺部結(jié)節(jié)。對(duì)于不同階段癌前病變的更多特點(diǎn)，例如腫瘤微環(huán)境的情況，是否存在理想的干預(yù)窗口，該選擇手術(shù)切除還是藥物治療，均未可知。

研究者采用空間免疫組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和單細(xì)胞RNA測(cè)序等技術(shù)，分析了114個(gè)肺腺癌病灶及肺腺癌進(jìn)化過程中不同階段癌前病變樣本，利用成像質(zhì)譜流式細(xì)胞術(shù)繪制了高分辨率的空間免疫微環(huán)境圖譜。研究發(fā)現(xiàn)，肺腺癌從癌前病變向浸潤性癌轉(zhuǎn)變過程中，伴隨著巨噬細(xì)胞的極化以及T細(xì)胞功能的動(dòng)態(tài)變化。固有免疫細(xì)胞在早期占主導(dǎo)地位，而隨病程進(jìn)展，適應(yīng)性免疫細(xì)胞逐漸占據(jù)優(yōu)勢(shì)，提示免疫應(yīng)答機(jī)制發(fā)生從先天性向獲得性的轉(zhuǎn)變。如在不典型腺瘤樣增生階段病灶內(nèi)就存在先天免疫和適應(yīng)性免疫細(xì)胞，提示兩種免疫應(yīng)答的協(xié)同抑癌，但隨著病變逐步進(jìn)展、抗原暴露增多，后續(xù)階段病變中浸潤的免疫細(xì)胞就更多以適應(yīng)性免疫細(xì)胞，如CD8+ T細(xì)胞為主。

研究者提取了包括細(xì)胞組成、細(xì)胞狀態(tài)、相互作用與形態(tài)在內(nèi)的818個(gè)空間特征，并通過Monocle進(jìn)化軌跡及共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析發(fā)現(xiàn)，癌前階段的關(guān)鍵調(diào)控模塊中富集大量與免疫檢查點(diǎn)TIM-3相關(guān)的特征，提示其在腫瘤早期演化中的核心作用。進(jìn)一步分析顯示，與其他階段相比，TIM-3在癌前期的髓系細(xì)胞（如樹突狀細(xì)胞與巨噬細(xì)胞）中顯著高表達(dá)。

空間免疫組學(xué)分析提示了另一特征，就是上皮細(xì)胞與調(diào)節(jié)性T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等潛在免疫抑制性細(xì)胞的共定位，會(huì)隨著病變進(jìn)展逐步強(qiáng)化，這很可能是免疫逃逸的信號(hào)。研究者根據(jù)類似共定位特征，在不同階段癌前病變中劃分出不同的模塊，根據(jù)模塊中的細(xì)胞構(gòu)成和關(guān)鍵標(biāo)志物表達(dá)情況，推斷其各自在癌變過程中的作用。

這些實(shí)驗(yàn)逐步揭示了TIM-3的作用，TIM-3早在AAH階段就高表達(dá)于髓系來源免疫抑制細(xì)胞（MDSC）、巨噬細(xì)胞（肺腺癌癌前病變中最多見的免疫細(xì)胞）和CD4+/CD8+ T細(xì)胞，提示其對(duì)免疫應(yīng)答的影響可能很早就發(fā)揮作用，其主要配體則是CEACAM1（上皮細(xì)胞表達(dá)），二者編碼基因表達(dá)共定位模式相似。靶向TIM-3的在研免疫治療藥物已有不少，拓寬應(yīng)用到癌前病變較為便捷。

研究者構(gòu)建了多種小鼠癌前模型，包括致癌物誘導(dǎo)模型及攜帶不同驅(qū)動(dòng)突變的基因工程模型（如Kras^G12D/+；Kras^G12D/+p53^R172H/+ Kras^G12D/+Lkb1^flox/flox）。通過IMC和空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)對(duì)589份小鼠樣本進(jìn)行分析，結(jié)果與人類樣本高度一致：TIM-3在癌前階段的髓系細(xì)胞中表達(dá)顯著上調(diào)，并在mRNA層面（Havcr2基因）得到進(jìn)一步證實(shí)。單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析還提示，免疫調(diào)控分子Ceacam1可能通過與TIM-3結(jié)合，促進(jìn)癌前病變階段的免疫逃逸。

研究者基于時(shí)間點(diǎn)精準(zhǔn)的小鼠模型進(jìn)行了體內(nèi)治療實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，癌前階段首次可檢測(cè)病變約為誘導(dǎo)后第4周，浸潤性腺癌出現(xiàn)則在第30周。將TIM-3阻斷抗體應(yīng)用于癌前及浸潤性階段的小鼠，連續(xù)治療10周后發(fā)現(xiàn)：僅在癌前階段，TIM-3阻斷可顯著抑制病變向癌的轉(zhuǎn)化，而對(duì)已形成的浸潤性癌則無顯著抑制作用。單細(xì)胞空間轉(zhuǎn)錄組分析顯示，抗TIM-3治療顯著減少促腫瘤M2型巨噬細(xì)胞的比例，改善M2/M1比值，提示其通過重塑髓系免疫環(huán)境發(fā)揮作用。

體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和小鼠實(shí)驗(yàn)證實(shí)，在LUAD病變發(fā)生的早期（誘導(dǎo)癌變后4周時(shí)）使用TIM-3抑制劑，可有效阻止癌前病變的繼續(xù)發(fā)展，顯著降低小鼠腫瘤負(fù)荷；但對(duì)已成型的肺腺癌，TIM-3抑制劑處理卻基本無效。進(jìn)一步分析顯示，TIM-3抑制劑處理主要影響巨噬細(xì)胞和經(jīng)典樹突狀細(xì)胞（cDC），前者的極化狀態(tài)變得更有利于抗癌（M2/M1比值下降），而后者抗原呈遞能力明顯增強(qiáng)，T細(xì)胞主導(dǎo)的免疫應(yīng)答也就強(qiáng)。

（編譯 張瑞軒）