肺癌是目前全球最常见的恶性肿瘤，是导致死亡人数最多的癌症之一，其中非小细胞肺癌(NSCLC)是最常见的肺癌形式，当前仅有少数患者对ICB治疗响应良好。有研究表明CD8+T细胞浸润和免疫治疗响应预测有关，因此研究肿瘤T细胞的排斥机制，对于改进和开发治疗策略至关重要。
2022年11月2日，西奈山伊坎医学院的研究团队在 Cancer Discovery 上发表题为 Spatial positioning and matrix programs of cancer-associated fibroblasts promote T cell exclusion in human lung tumors 的文章，通过单细胞转录组技术，对非小细胞肺癌患者的肿瘤及癌旁组织数据进行分析，鉴定出新的肿瘤相关成纤维细胞（CAF）亚群，并通过IHC染色验证其存在。其中2类癌症相关成纤维细胞MYH11+αSMA+和FAP+αSMA+CAF，通过生产胶原纤维在肿瘤边界形成高密度纤维沉积，从而发挥T细胞排斥作用。
01 鉴定出4个CAF亚群
在该研究中，研究人员收集来自35名NSCLC患者的15个肿瘤样本和12个癌旁正常组织富集EpCAM-CD45-CD29+细胞进行scRNA-seq，鉴定出主要的细胞群，包括成纤维细胞、内皮细胞、周细胞和平滑肌细胞等。对成纤维细胞群进一步细分发现4种癌症相关成纤维细胞，包括MYH11+αSMA+CAF、FAP+αSMA+CAF、ADH1B+CAF和FAP+CAF，并使用35个FFPE包埋样本对这些CAF亚群进行了IHC染色验证。
02 早期和晚期的肿瘤富集不同亚型的CAF
作者通过对各样本及不同分期的成纤维细胞亚群占比进行分析发现，1期肿瘤以 ADH1B+CAF 为主，部分样本包含 MYH11+αSMA+CAF，而2+期肿瘤主要以FAP+CAF和FAP+αSMA+CAF为主。进一步分析二者的转录特征，发现FAP+CAF高表达CAFs活化相关基因，低表达正常肺泡成纤维细胞标志物。和FAP+CAF相比，ADH1B+CAF兼具PI16+fib和FAP+CAF的转录特征，活化相关基因表达水平较低。为了进一步分析这2种CAF和肿瘤分期的关系，作者利用TCGA数据进行了验证，结果与单细胞转录组分析结果一致。此外，对FFPE样本的IHC染色结果也与之一致。
03 ADH1B+CAF和FAP+CAF与免疫细胞组成相关
对另一组样本的scRNA-seq和IHC染色结果进行分析，发现FAP+CAF与多种免疫细胞（SPP1+mo-mac、IgG plasma和 PD1+T细胞）的富集显著相关，这些细胞类型与肺癌激活模块 (LCAM)所描述的免疫细胞类型相似。随后，作者在TCGA的LUAD队列中验证了这种CAF-免疫关联，发现CAF表型和LCAM评分之间存在显著相关性。进一步使用QuPath软件分析发现，ADH1B+和FAP+CAF与 T细胞的空间分布无关。
04 MYH11+αSMA+CAF与癌巢中T细胞浸润减少相关
基于上述发现，作者对另一种CAF——MYH11+αSMA+CAF进行图像分析，发现MYH11+αSMA+CAF是环绕于肿瘤周围的单层细长细胞，对T细胞进入肿瘤实质起到阻碍作用。该研究还分析了病灶切片基质中的αSMA覆盖度和T细胞密度，发现αSMA密集的区域很难被T细胞浸润。IHC染色发现IV 型胶原纤维与 MYH11+CAF共定位。马松染色显示，在富含MYH11+αSMA+和FAP+αSMA+CAF的肿瘤边界处存在高密度的纤维沉积，影响T细胞的浸润。
结论和意义
总的来说，该研究通过单细胞转录组技术表征了非小细胞肺癌中CAF和T细胞的异质性，对CAFs调控T细胞排斥提供了有力证据，同时也为靶向CAFs的免疫治疗增强策略提供了新靶点，对于开发新的免疫治疗策略具有重要意义。
参考文献：
Grout JA, Sirven P, Leader AM, Maskey S, Hector E, Puisieux I, Steffan F, Cheng E, Tung N, Maurin M, Vaineau R, Karpf L, Plaud M, Begue AL, Ganesh K, Mesple J, Casanova-Acebes M, Tabachnikova A, Keerthivasan S, Lansky A, Berichel JL, Walker L, Rahman AH, Gnjatic S, Girard N, Lefevre M, Damotte D, Adam J, Martin JC, Wolf A, Flores RM, Beasley MB, Pradhan R, Muller S, Marron TU, Turley SJ, Merad M, Kenigsberg E, Salmon H. Spatial Positioning and Matrix Programs of Cancer-Associated Fibroblasts Promote T-cell Exclusion in Human Lung Tumors. Cancer Discov. 2022 Nov 2;12(11):2606-2625. doi: 10.1158/2159-8290.CD-21-1714. PMID: 36027053; PMCID: PMC9633420.
