撰文：图图

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亮点：

1. 结直肠癌（ CRC ）患者可根据 7 个基因特征分为干扰素（ IFN ）高免疫表型或低免疫表型；

2. 研究显示对免疫治疗有反应的 CRC 患者均具有 IFN 高免疫表型；

3. IFN 高免疫表型的 CRC 患者在巨噬细胞（ TAM ）和癌细胞中显示 T 细胞诱导 CD74 高表达；

4. CD74 丰度预测免疫检查点抑制（ ICI ）处理的 dMMR 和 pMMR 的 CRC 临床获益。

近日，英国弗朗西斯·克里克研究所的 Francesca D. Ciccarelli 研究团队在《 Cancer Cell》 上发表题为“ A constitutive interferon-high immunophenotypedefines response to immunotherapy in colorectal cancer ” 的研究论文。

研究设计

本研究比较了 dMMR 和 pMMR CRC 的肿瘤和免疫景观，以深入了解 TIME 是如何调控的。分别对肿瘤上皮（ Te ）和肿瘤相关基质（ Ts ）进行了多区域转录组学研究，从而能够全面比较 CRC 亚型区域间和区域内的内在（即肿瘤的构成）和外在（即与 TIME 相关）特性。利用单细胞空间转录组学、体外细胞共培养和小鼠模型，定义了 ICI 反应的相关因素，这些因素可根据 TMB 或 MMR 状态对患者预后进行独立分层，并在多个患者队列中进行了验证。

1 、 CRC 亚型显示出较高的区间转录组异质性

本研究中收集了来自 28 名 dMMR 和 30 名 pMMR CRC 患者的 59 个肿瘤块（图 1A ），其年龄和肿瘤分期分布相似。 23 名 dMMR CRC 患者在晚期或转移性环境中接受了抗 PD-1 ICI 治疗，并被归类为应答者或无应答者（图 1A ）。通过激光捕获微切割（ LCM ）分离肿瘤上皮（ tumor epithelium, Te ）和肿瘤相关间质（ tumor-associated stroma, Ts ）和相邻正常上皮（ normal epithelium, Ne ），并进行 RNA 测序。

研究结果显示 pMMR CRC 在 Ts 和 Te 中始终表达比 dMMR CRC 更多的基因（图 1C ），这可能是由于它们的发育潜力。 Ts 和 Te 转录组谱之间的差异优先于 CRC 亚型之间的异质性和 dMMR CRC 显示出比 pMMR CRC 更高水平的转录组多样性（图 1 ）。

图 1. pMMR 和 dMMR CRC 的突变和基因表达谱

2 、 CRC 亚型显示不同的肿瘤 TIME 串扰模式

为了比较两种 CRC 亚型中 Te 和 Ts 之间的相互影响，使用 29 个人工策划的基因特征进行了单样本基因组富集分析（ ssGSEA ）。研究结果发现，除了 IFN α反应外，核心区和浸润边缘区固有特征的归一化富集分（ NES ）分布没有明显差异，这证实了区域间转录异质性较低。，有 9 个特征在 dMMR 和 pMMR Te 之间存在显著差异（图 2A ）。 dMMR CRC 的 IFN 反应和 STING 激活程度较高，这反映了它们更丰富的免疫浸润和持续的 DNA 损伤通过 cGAS-STING 促进了 IFN 信号转导（图 2A ）。

此外本研究还用 TAMs （ CD68 ）、 NK （ CD57 ）和细胞毒性（ GZMB ）细胞的标志物对代表性 CRC 载玻片进行染色，研究结果观察到阳性 IE 染色。此外阳性免疫细胞的比例与相应群体的 NES 值呈正相关，证实了基因表达特征的细胞估计的可靠性。

图 2. CRC 亚型的肿瘤内在和外在特性

3 、 TIME 疫表型根据抗 PD-1 ICI 的反应对 CRC 进行分层

本研究使用这七个特征的 NES 值进行分层聚类，将整个队列分为四个不同的聚类（图 3A ）。 A 组主要由 dMMR CRC 组成，具有最高的免疫浸润和相关肿瘤反应，而 B 组具有高基质但较低的 IE 浸润和肿瘤反应，并且是两种亚型的混合物。 C 和 D 组显示较低水平的免疫浸润和肿瘤反应。与此一致，集群 A 和 B 的 IFNG （编码干扰素γ）表达显著高于集群 C 和 D （图 3B ）。因此将样品分为高 IFN 和低 IFN 免疫表型（ IP ） CRC （图 3A-C ）。

图 3. 基于外在和内在属性的 CRC 聚类

4 、 T 细胞邻近感应 TAM 和肿瘤细胞中 CD74 上调

本研究进行了单细胞空间转录组学对两个 ICI 反应性 dMMR （ UH20 和 CR36 ）和两个 IFN 高 pMMR （ CR21 和 CR48 ） CRC 分析。根据 T 细胞的空间坐标和局部细胞邻域将与 T 细胞相邻的 TAM 与其他 TAM 分开后（图 4A ），比较了它们的基因表达谱。结果观察到与基质 T 细胞相比， IE T 细胞中与细胞毒性和耗竭表型相关的基因显著上调（图 4D ）。

为了测试 T 细胞接近是否在肿瘤细胞中诱导 CD74 ，从而支持空间转录组数据，比较了其在有或没有人原代活化 CD8 T 细胞培养的 dMMR （ HCT116 ）和 pMMR （ CaCo2 ） CRC 细胞系中的表达。研究结果发现与 T 细胞共培养时， CD74 表达被诱导（ HCT116 细胞）或显著增加（ CaCo2 细胞）。这些结果表明， CD74 表达以及 APP 的全球表达，可以通过 IFN γ和可能的其他因素在 CD8 T 细胞的接近直接诱导肿瘤细胞。

图 4.T 细胞诱导的 TAM 和 CRC 细胞中 CD74 过表达

5 、高 CD74 SPS 可预测 ICI 治疗的 pMMR CRC 患者的临床获益

研究结果显示所有这些肿瘤的 CD74 SPS 都高于 18% ，它们的 CD74 免疫染色类似于 dMMR CRC 的免疫染色。这表明 pMMR CRCs 和高 CD74SPS 患者可能具有对 ICI 反应所需的局部时间。

第一项是 CAMILLA 试验（ NCT03539822 ），在化疗难治性胃肠道癌症中测试 cabozantinib （酪氨酸激酶抑制剂）和 durvalumab （抗 PD-L1 ICI ）。研究结果支持了之前的观察结果，即 CD74 丰度可能是对 ICI 反应的标志物。

第二项试验是 AtezoTRIBE 试验（ NCT03721653 ），评估了在 FOLFOXIRI （化疗）和贝伐珠单抗中添加 atezolizumab （抗 PD-L1 ICI ）的临床益处。对 124 例接受（实验组）或未接受（对照组） atezolizumab 的不可切除的转移性 pMMR CRC 患者的 FFPE 组织载玻片中的 CD74 SPS 进行染色和定量。研究结果表明 CD74 SPS 值在高 IS-IC PMMR CRC 中显著升高，表明这两种测定是相同局部时间的标志物。

在该试验中， IS-IC 和 CD74 SPS 均未显示与客观反应的显著相关性。总而言之，这些结果支持 CD74 作为实现临床获益所需的局部 IFN 高 TIME 标志物的作用。

图 5. pMMR CRC 中的 CD74 定量

6 、研究讨论与总结

在这项研究中证实了 TIME 组成是 CRC 对 ICI 反应的标志。尽管 dMMR CRC 比 pMMR CRC 显示出更多的浸润 TIME ，但量化了这两种 CRC 亚型之间和内部的 TIME 差异，这可能解释了为什么并非所有 dMMR CRC 都对 ICI 有反应。因此也证实了肿瘤中发生的 WNT 、 TGF β和 TP53 通路扰动的免疫抑制特性。最重要的是全局分析鉴定出了一组 pMMR CRC ，其 TIME 特性与对 ICI 有反应的典型 dMMR CRC 一致。

综上，通过多区域转录组学分析、单细胞空间转录组学、体外细胞共培养和动物模型等方法，研究者们揭示了 CRC 中高干扰素免疫表型（ IFN-high IP ）与 ICI 治疗反应之间的关系，并提出了 CD74 作为预测 CRC 患者对 ICI 治疗反应的潜在生物标志物。这一发现不仅有助于扩大从 ICI 治疗中受益的 CRC 患者群体，还为未来的治疗策略提供了新的方向。

教授介绍

FrancescaCiccarelli 教授是综合癌症中心的癌症基因组学教授，同时也是英国癌症研究中心 KHP 中心和伦敦金融城主要中心的主题联合负责人。 Francesca 与一个由生物学家、数学家、肿瘤学家、工程师和计算机科学家组成的多学科团队合作，他们应用分子遗传学、数据分析和理论建模来研究癌症生物学。

参考文献

Acha-Sagredo A, Andrei P, Clayton K, Taggart E, Antoniotti C, Woodman CA,Afrache H, Fourny C, Armero M, Moinudeen HK, Green M, Bhardwaj N, MikolajczakA, Rodriguez-Lopez M, Crawford M, Connick E, Lim S, Hobson P, Linares J,Ignatova E, Pelka D, Smyth EC, Diamantis N, Sosnowska D, Carullo M, Ciraci P,Bergamo F, Intini R, Nye E, Barral P, Mishto M, Arnold JN, Lonardi S, CremoliniC, Fontana E, Rodriguez-Justo M, Ciccarelli FD. A constitutive interferon-highimmunophenotype defines response to immunotherapy in colorectal cancer. CancerCell. 2025 Feb 10;43(2):292-307.e7.