《癌细胞》：中国科学家首次划分不成熟三级淋巴结构，并揭示其发育偏离的核心，提供了增强抗肿瘤免疫的新策略

三级淋巴结构（TLS）是肿瘤微环境中形成的异位淋巴组织，其成熟程度与免疫治疗响应和患者预后密切相关。

关于成熟TLS，我们已经掌握了许多情报。既往研究表明，成熟TLS具有生发中心，为B细胞增殖、分化以及抗体生成提供了场所，并且参与增强抗原呈递、细胞因子信号传递等过程，积极调节抗肿瘤免疫反应。但是，未成熟的TLS仍是一片未知的海域——驱动TLS成熟的关键因素尚不明确，如何界定TLS的成熟状态也具有挑战性。

为了解决这些问题，中山大学匡铭、彭穗、唐忠辉与深圳华大生命科学研究院的刘石平合作，采用多组学技术，全面分析了肝细胞癌（HCC）中TLS的发育轨迹和所处微环境，首次将传统定义的“不成熟TLS”进一步划分为功能不同的“趋向成熟型”和“偏离成熟型”，明确其在免疫应答和预后中的不同作用。

研究表明，肿瘤细胞的色氨酸代谢活跃是TLS发育偏离的关键因素，靶向色氨酸代谢的治疗可重塑肿瘤微环境，促进TLS成熟，增强抗肿瘤免疫反应，并与抗PD-1抗体治疗协同作用。

论文于近日发表在《癌细胞》期刊。

论文首页截图

为了全面解析TLS的组成和功能状态，研究者首先采用Stereo-seq空间转录组技术，对22例未经治疗的HCC患者和7例接受新辅助免疫治疗的HCC患者的肿瘤组织进行高精度测序。通过整合H&E染色和单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据，他们成功在肿瘤组织中识别出838个TLS结构，并根据B细胞的发育轨迹将其分为成熟TLS、趋向成熟型TLS（conforming TLS）和偏离成熟型TLS（deviating TLS）。

成熟TLS的特征是富含生发中心B细胞（GC-B），并表达关键调控分子如CXCL13、AICDA，这些分子对B细胞活化和抗体产生至关重要。趋向成熟型TLS在基因表达、细胞互作和免疫应答方面更接近成熟TLS；而偏离成熟型TLS则是“路走歪”了，虽然同样含有初始B细胞和GC-B细胞，但其转录谱显示，它们无法正常分化为功能性B细胞。

为了探究偏离成熟型TLS“走歪路”的原因，研究团队对B细胞的发育轨迹进行了深入分析。通过比较成熟TLS和偏离成熟型TLS中的初始B细胞和GC-B细胞，他们发现偏离成熟型TLS的B细胞色氨酸代谢异常活跃，高表达色氨酸代谢的关键酶TDO2、IDO1，而成熟TLS的B细胞则主要富集B细胞受体信号和生发中心形成相关通路。

对TLS进行识别和表征

进一步的空间分析显示，肿瘤细胞是色氨酸代谢异常的主要来源。在偏离成熟型TLS周围，肿瘤细胞显著高表达TDO2，并导致其微环境中色氨酸代谢产物犬尿氨酸积累。这种代谢重编程不仅抑制B细胞的正常分化，还可能通过激活芳烃受体（AhR）等免疫抑制通路，削弱TLS的抗肿瘤功能。

以上结果说明，肿瘤细胞在偏离成熟型TLS附近的代谢活性较强，可能是导致TLS发育受阻的关键因素。

于是，研究团队在HCC小鼠模型中进行实验，以验证色氨酸代谢对TLS成熟的调控作用。结果显示，高色氨酸饮食会抑制荷瘤小鼠TLS的成熟，促进肿瘤进展；而低色氨酸饮食或TDO2抑制剂（LM10）处理则显著增加成熟TLS的比例，小鼠肿瘤体积更小、生存期更长。机制上来看，色氨酸限制减少了犬尿氨酸的积累，从而解除其对B细胞分化的抑制，并促进生发中心形成和抗体产生。

此外，低色氨酸饮食或TDO2抑制剂治疗能够增强免疫检查点抑制剂疗法的疗效，可以观察到更强的肿瘤控制效果，表明靶向色氨酸代谢是一种可行的联合治疗策略，为免疫治疗加一把力。

靶向色氨酸代谢可以促进TLS成熟和肿瘤免疫

为了评估TLS分类的临床意义，研究团队还开发了一个基于关键基因的TLS风险评分模型，用于区分趋向成熟型TLS和偏离成熟型TLS。

在HCC患者队列中，高风险评分（反映偏离成熟型TLS特征）与较差的预后显著相关，而低风险评分（反映趋向成熟型TLS特征）的患者则表现出更长的无复发生存期。另外，在接受抗PD-1抗体治疗的患者中，趋向偏离成熟型TLS特征与治疗响应呈正相关，而偏离成熟型TLS特征则与治疗抵抗相关。这一发现提示，TLS的成熟状态可能成为预测免疫治疗疗效的生物标志物。

免疫识别符合型/偏离型TLS可以预测免疫治疗疗效

该研究不仅为理解TLS异质性提供了新视角，更是揭示了靶向色氨酸代谢联合免疫治疗的新策略。目前正在进行的靶向IDO1/TDO2的临床试验（HTI-1090，编号NCT03208959），将为调节色氨酸代谢在TLS形成和肿瘤控制方面的临床效果提供重要依据。