《细胞研究》：首次发现肝癌“护城河”！复旦附属中山医院团队在肝癌周围发现了500微米宽的侵袭区，存在强烈免疫抑制，会促进癌症进展

肝癌，对于中国人来说是一个沉重的负担。

据世卫组织去年发布的全球癌症统计报告（GLOBOCAN），中国每年新发肝癌超过41万例，因肝癌死亡超过39万例，分别占全球的45%和47%[1]。更触目惊心的是，我国肝癌患者的5年生存率只有12.1%[2]。

肝癌为何如何凶险难治？近日，由复旦大学附属中山医院的周俭、陈奥、杨欣荣和刘石平领衔的研究团队，在著名期刊《细胞研究》上发表了一项重磅研究成果[3]，在一定程度上揭开了肝癌难治之迷。

他们基于高分辨率的测序技术，首次在肝癌组织的周围发现了一层宽约500微米、横跨肝癌和癌旁组织的“护城河”。这个区域存在强烈的免疫抑制和代谢重编程，而且里面还存在一种分泌血清淀粉样蛋白A1和A2（SAAs）的受损肝细胞亚型。

值得一提的是，“护城河”中受损的肝细胞过度表达和分泌SAAs，会导致巨噬细胞的招募和M2极化，进一步促进局部免疫抑制，加速肝癌进展。临床回顾性队列研究也证实了上述发现。

论文首页截图

为了加深对肝癌的认知，研究人员将纳米级分辨率的空间转录组（Stereo-seq）和单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术相结合，深入研究了来自于21名原发性肝癌患者的53份样本：肿瘤组织（T，12份）、肿瘤边缘区域（M，21份）、癌旁组织（P，10份）以及正常或转移的淋巴结（LN，10份）。他们还将这些数据整合，构建了原发性肝癌四种不同组织的单细胞和空间转录图谱。

基于上述数据，研究人员注意到，四个区域（T、M、P和LN）的细胞组成和空间分布具有高度异质性，除了癌细胞和肝细胞外，T/NK细胞、B细胞和成纤维细胞是最丰富的细胞。根据病理学家的分析结果，研究人员将肿瘤边缘区域（M）分成了两部分，一部分靠近肿瘤命名为M-T，一部分靠近癌旁组织命名为M-P。

进一步的研究发现，与其他区域相比，在肿瘤中观察到更多的内皮细胞和浆细胞，而成纤维细胞和巨噬细胞往往富集在M-T而不是肿瘤组织中，B细胞在LN中最为丰富。与癌旁组织组织相比，M-P聚集了更多的成纤维细胞。

不同区域免疫细胞的分布

研究人员在对肿瘤边缘区域做了更细致的分析后发现，免疫细胞在离肿瘤一侧最接近边界的第一层（-250µm至0µm）内显著富集，免疫细胞在所有细胞中的占比达到30%以上。与癌旁那一侧的边界（M-P）相比，巨噬细胞、DCs、T/NK细胞和B细胞在M-T最靠近边界的区域含量更丰富。

他们还发现，在边界的肿瘤那一侧（M-T），从距离边界由远到近的地方，巨噬细胞、DCs、T/NK细胞和B细胞的比例逐渐增加。其中，巨噬细胞在距离边界最近的那一层（-250µm至0µm）含量最高，达到了8.6%，是距离边界最远那一层（-750µm至-500µm）的两倍多（3.9%）。验证队列的数据也证实了这一结论。

此外，研究人员还注意到，在边界的肿瘤那侧，离边界越近的地方巨噬细胞中发挥免疫抑制作用的M2型巨噬细胞占比越大，在离边界最近的那一层，M2巨噬细胞的占比达到了三分之二以上。如果从T细胞的角度来看的话，他们也发现离边界越近的地方耗竭T细胞占所有细胞的比越高，从最远第三层的0.09%飙升到最近第一层的0.54%。不难看出，越往边界靠近，免疫抑制作用越强，T细胞耗竭程度越重。

以上研究结果表明，在边界的肿瘤侧有个宽度约为250微米的免疫抑制的微环境。

肿瘤侧有个宽度约为250微米的免疫抑制的微环境

除了免疫抑制微环境之外，研究人员还注意到，在边界的肿瘤侧，靠近边界的肿瘤细胞可以通过上调脂质代谢积极启动代谢重编程，以获得额外的能量来源，这对肿瘤侵袭性至关重要。此外，在边界的癌旁侧，与凋亡、血管生成、增殖能力、缺氧和糖酵解有关的途径，在距离边界最近的那一层（0-250微米）的细胞中显著富集，这意味着在这个区域有严重受损的肝细胞富集。

研究人员基于以上数据，在肝癌肿瘤组织的周围确定了一个独特的侵袭区——以肿瘤边界为中心的双侧各250微米宽的区域，这也就是我们在文章开头提到的那个500微米宽的“护城河”。这个侵袭区的特点是强烈的免疫抑制微环境，脂肪酸代谢的能量供应增强，肿瘤细胞的上皮-间质转化（EMT）能力增加，以及存在严重受损的肝细胞。

在接下来的研究中，他们在边界的癌旁组织侧第一层（0-250微米）发现了受损的肝细胞亚型Hep1细胞。从机制上讲，肝脏肿瘤细胞分泌的CXCL6会穿过侵袭区，激活Hep1细胞的JAK-STAT3途径，进而诱导SAAs的过度表达；而SAAs的分泌就可以招募大量的巨噬细胞进入肝癌周围的“护城河”，并促进巨噬细胞往促癌的M2型极化。

机制示意图

在研究的最后，研究人员探索了SAAs阳性肝细胞亚型与肿瘤进展之间的关系。

在肝癌患者的回顾性队列分析中，他们发现侵袭区SAAs的高表达与患者的预后较差有关。而小鼠模型实验则表明，敲除编码SAAs的基因，可以显著抑制体内原发性和继发性肝肿瘤的生长，而且肿瘤周围侵袭区的巨噬细胞的招募和M2极化都减少了。

SAAs表达水平与患者OS的关系

总的来说，这个研究表明，肝癌细胞通过分泌CXCL6，导致周围癌旁组织的肝细胞分泌SAAs，招募巨噬细胞围绕在肿瘤周围，并将其往M2型极化，给肿瘤打造了一个宽度为500微米且高度免疫抑制的“护城河”，帮助肝癌的进展。

据了解，这也是科学家首次在肝癌肿瘤组织周围发现这么一个侵袭区，这对于我们理解肝癌微环境，寻找更有效的治疗方案有一定的指导意义。此外，这个研究中发现的SAAs阳性肝细胞，还能成为预测肝癌预后的标志物，这对于患者的精准治疗也有极大的价值。

参考文献：

[1].Rumgay H, Arnold M, Ferlay J, et al. Global burden of primary liver cancer in 2020 and predictions to 2040. J Hepatol. 2022;77(6):1598-1606. doi:10.1016/j.jhep.2022.08.021

[2].Zeng H, Chen W, Zheng R, et al. Changing cancer survival in China during 2003-15: a pooled analysis of 17 population-based cancer registries. Lancet Glob Health. 2018;6(5):e555-e567. doi:10.1016/S2214-109X(18)30127-X

[3].Wu L, Yan J, Bai Y, et al. An invasive zone in human liver cancer identified by Stereo-seq promotes hepatocyte-tumor cell crosstalk, local immunosuppression and tumor progression. Cell Res. 2023;10.1038/s41422-023-00831-1. doi:10.1038/s41422-023-00831-1