中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)孫成教授、劉連新教授與新加坡科學(xué)技術(shù)研究局Joe Yeong教授合作研究取得突破性成果。研究者成功構(gòu)建了基于空間免疫特征的肝癌復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)平臺(tái)——腫瘤免疫微環(huán)境空間（Tumor Immune MicroEnvironment Spatial，簡(jiǎn)稱TIMES）評(píng)分系統(tǒng)，TIMES系統(tǒng)基于5個(gè)生物標(biāo)志物的空間表達(dá)，可高精度預(yù)測(cè)肝癌復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，準(zhǔn)確率達(dá)82.2%，特異性達(dá)85.7%，優(yōu)于現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)工具，為肝癌術(shù)后復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)分層提供了全新免疫學(xué)評(píng)估維度。（Nature. 2025年3月12日在線版）

研究者還系統(tǒng)研究了其中一個(gè)標(biāo)志物SPON2在NK細(xì)胞中的調(diào)控機(jī)制，證實(shí)SPON2可促進(jìn)NK細(xì)胞向腫瘤的定向遷移和抗腫瘤活性，且能促進(jìn)CD8⁺T細(xì)胞活化，或可作為新的免疫治療靶點(diǎn)。

肝細(xì)胞癌目前的預(yù)后工具主要依賴腫瘤組織病理學(xué)分層，并未充分考慮腫瘤微環(huán)境內(nèi)的異質(zhì)性和相互作用。肝細(xì)胞癌腫瘤微環(huán)境中，不同區(qū)域免疫細(xì)胞組成明顯不同，瘤內(nèi)免疫細(xì)胞空間分布與轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)有關(guān)。該研究提出的預(yù)測(cè)策略正是基于空間免疫特征，并首次在臨床層面實(shí)現(xiàn)了免疫微環(huán)境空間架構(gòu)的定量化評(píng)估。

研究者首先構(gòu)建了大規(guī)模肝癌組織樣本庫(kù)，進(jìn)行了深入的空間免疫學(xué)分析。通過(guò)高分辨率空間轉(zhuǎn)錄組和蛋白組技術(shù)，系統(tǒng)繪制了肝細(xì)胞癌組織中的區(qū)域免疫異質(zhì)性圖譜。研究者發(fā)現(xiàn)，復(fù)發(fā)與非復(fù)發(fā)患者的關(guān)鍵差異并非免疫細(xì)胞總量，而是其在腫瘤組織中的精確分布模式。尤其是在腫瘤侵襲前緣區(qū)域富集自然殺傷細(xì)胞（NK細(xì)胞）的患者，表現(xiàn)出顯著較低的復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。

研究者對(duì)17例肝細(xì)胞癌患者組織樣本的76 599個(gè)位點(diǎn)進(jìn)行了空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析（其中6例患者為復(fù)發(fā)病例），并表征了各種免疫細(xì)胞的分布。研究者發(fā)現(xiàn)，最顯著的差異是非復(fù)發(fā)病例的腫瘤侵襲前沿中NK細(xì)胞顯著富集，其中關(guān)系最密切的是CD3^-CD57⁺NK細(xì)胞。研究者對(duì)CD3^-CD57⁺NK細(xì)胞差異表達(dá)基因進(jìn)行了檢測(cè)，篩選出5個(gè)預(yù)測(cè)復(fù)發(fā)精度最高的基因SPON2、ZFP36L2、ZFP36、VIMH和LA-DRB1。

研究者在TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)中分析了這5個(gè)基因表達(dá)，發(fā)現(xiàn)在復(fù)發(fā)與非復(fù)發(fā)病例中并無(wú)顯著差異，提示空間表達(dá)信息的重要性。

研究者基于61例肝細(xì)胞癌患者多重免疫熒光數(shù)據(jù)集，應(yīng)用梯度增強(qiáng)決策樹(shù)機(jī)器學(xué)習(xí)算法構(gòu)建了TIMES評(píng)分模型，以5種關(guān)鍵免疫因子（SPON2、ZFP36L2、ZFP36、VIM和HLA-DRB1）在不同腫瘤區(qū)域的空間分布作為基本指標(biāo)，量化免疫細(xì)胞在腫瘤微環(huán)境中的空間分布特征，預(yù)測(cè)肝癌復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。

研究者在獨(dú)立驗(yàn)證隊(duì)列的231例患者中對(duì)TIMES模型進(jìn)行了驗(yàn)證，該模型顯示82.2%的準(zhǔn)確率和85.7%的特異性，預(yù)測(cè)性能顯著優(yōu)于現(xiàn)有的預(yù)測(cè)系統(tǒng)TNM分期和巴塞羅那分期。

研究者對(duì)TIMES評(píng)分系統(tǒng)所基于的生物標(biāo)志物進(jìn)一步進(jìn)行了機(jī)制研究。高維分析確定，SPON2為具有最高預(yù)測(cè)權(quán)重的標(biāo)志物，其在NK細(xì)胞亞群中的表達(dá)模式與肝癌預(yù)后存在顯著相關(guān)性。三維遷移實(shí)驗(yàn)證實(shí)，SPON2促進(jìn)NK細(xì)胞向腫瘤細(xì)胞的定向遷移和浸潤(rùn)；細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)表明，SPON2⁺NK細(xì)胞具有增強(qiáng)的細(xì)胞殺傷活性，并可顯著促進(jìn)CD8⁺T淋巴細(xì)胞的活化和抗腫瘤免疫。研究者通過(guò)構(gòu)建NK細(xì)胞特異性敲除SPON2的小鼠模型發(fā)現(xiàn)，SPON2缺失導(dǎo)致IFN-γ分泌減少和NK細(xì)胞浸潤(rùn)障礙，從而加速腫瘤進(jìn)展。這些結(jié)果提示SPON2作為新型免疫治療靶點(diǎn)的潛力，SPON2⁺NK細(xì)胞代表一類高度活化的NK亞群，對(duì)抑制肝癌復(fù)發(fā)有重要作用，靶向增強(qiáng)SPON2⁺NK細(xì)胞的遷移與活化可能成為降低肝癌復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的有效治療策略。

該研究首次在臨床層面實(shí)現(xiàn)了基于空間免疫特征的肝癌復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)，證實(shí)了免疫細(xì)胞空間分布模式較其絕對(duì)數(shù)量更能準(zhǔn)確反映腫瘤免疫狀態(tài)。TIMES評(píng)分系統(tǒng)的建立標(biāo)志著肝細(xì)胞癌預(yù)后評(píng)估領(lǐng)域的重要進(jìn)展，通過(guò)整合空間免疫信息實(shí)現(xiàn)了超越傳統(tǒng)臨床因素的風(fēng)險(xiǎn)分層能力。

美國(guó)匹茲堡大學(xué)免疫治療領(lǐng)域?qū)＜?/span>Michael T. Lotze教授評(píng)論指出，該研究堪稱里程碑研究，研究者提供了令人信服的證據(jù)，證實(shí)空間免疫構(gòu)架在肝細(xì)胞癌預(yù)后評(píng)估中具有首要地位。而且，研究者證明了預(yù)測(cè)能力特定源于空間整合而非單一標(biāo)志物定量，這一發(fā)現(xiàn)對(duì)生物標(biāo)志物開(kāi)發(fā)方法具有深遠(yuǎn)影響。

據(jù)悉，研究團(tuán)隊(duì)目前已開(kāi)發(fā)了開(kāi)放訪問(wèn)的在線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)（https://sun.times.ustc.edu.cn/），只需上傳肝癌組織的標(biāo)準(zhǔn)免疫組化染色圖像或數(shù)據(jù)，即可獲得包含TIMES評(píng)分和復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的綜合報(bào)告。據(jù)孫成教授介紹，TIMES系統(tǒng)相關(guān)的核心算法和模型已獲得專利保護(hù)，研究團(tuán)隊(duì)正積極尋求與企業(yè)合作，推動(dòng)該預(yù)測(cè)系統(tǒng)的規(guī)范化臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用。

 （編譯 張俊熙）