大家好！今天给大家介绍一篇2021年9月发表在OncoImmunology（IF:8.110）上的一篇文章。本研究详细描述了HGSOC患者的TIMs情况并研究TIMs与HGSOC患者预后和免疫治疗反应的关系。

Stromal infiltrating mast cells identify immunoevasive subtype high-grade serous ovarian cancer with poor prognosis and inferior immunotherapeutic response

基质浸润肥大细胞鉴定与预后较差和免疫治疗反应较差有关的高浆液性卵巢癌免疫逃避亚型

摘要：

        肿瘤浸润肥大细胞（TIMs）在不同恶性肿瘤中具有促肿瘤或抗肿瘤的作用并且与抗PD1治疗抵抗有关。本研究作者旨在研究TIMs与高级别浆液性卵巢癌的预后，免疫情况和免疫治疗的相关性。作者使用IHC研究197例HGSOC患者肥大细胞胰蛋白酶和其他免疫标志物的表达情况，使用KM分析，log-rank检验和Cox回归模型进行生存分析，使用scRNA-seq和流式细胞研究TIMs的特征。基质TIMs（sTIMs）的丰度与HGSOC免疫逃避亚型有关，其特征是Treg细胞，M2极化巨噬细胞和中性粒细胞浸润水平增加，抗肿瘤免疫功能受损。TIMs和其他免疫细胞具有相互作用。sTIMs-低患者与抗PD-1治疗反应增加有关。结合FIGO分期，sTIMs，PD-L1构建的预后模型的预测5年ROC曲线的AUC为0.771，高于FIGO分期。基于sTIMs/PD-L1的预后模型在预测HGSOC患者预后方面具有潜在的临床价值，sTIMs-高于免疫抑制肿瘤微环境有关，对免疫治疗效果较差。

结果：

1.数据集的获取和下载

        本研究的训练集包括来自复旦大学附属妇产医院的120例HGSOC患者，验证集包括苏州市立医院的79例HGSOC患者。scRNA-seq数据集为GSE158937和GSE147082。此外，作者下载TCGA-OV的转录组数据，突变数据和临床数据。

2.基质浸润肥大细胞与HGSOC患者的肿瘤发展有关

        HGSOC患者的肿瘤浸润肥大细胞（TIMs）定量水平如a所示，基质组织的TIMs水平较高（b）。基质浸润TIMs（sTIMs）和瘤内浸润TIMs（iTIMs）的阈值分别为7.3 cells/HPF和1.5cells/HPF（b）。因此，接下来作者主要关注sTIMs。sTIMs与FIGO分期正相关（c和1d），表明sTIMs与肿瘤发展有关。

3.sTIMs浸润水平增加与HGSOC预后较差有关

        为进一步研究HGSOC患者sTIMs的临床特征，作者对sTIMs-高和sTIMs-低组浸润KM分析。训练集和验证集中sTIMs-高与OS较差有关（a和2b）。TCGA数据集中TIMs-高与预后不良有关（c）。多因素Cox回归分析表明sTIMs是训练集的独立预后因子，而TIMs是TCGA数据集的独立预后因子（d）。此外，TIMs与OS较差有关而iTIMs与OS无关。多因素分析表明PD-L1与预后较好有关（d）。此外，单因素和多因素分析表明训练集和TCGA数据集中CD3，CD4，CD8，Th1，Th2，Treg，B，NK，M2极化巨噬细胞，TIMs和sTIMs等肿瘤浸润免疫细胞与OS有关，M2极化巨噬细胞是独立预后因子。

4.sTIMs富集与肿瘤免疫微环境免疫逃避有关

        作者使用IHC研究肿瘤相关免疫细胞和效应分子的相关性。sTIMs与Treg细胞，M2极化巨噬细胞和中性粒细胞正相关（a）。根据sTIMs水平将患者分为sTIMs-高组和sTIMs-低组。sTIMs-高组的Treg细胞，M2极化巨噬细胞和中性粒细胞数量较高（b）。此外，sTIMs与GZMB，PRF1，Tim-3和PD-1负相关，而与IL-10，TGF-β正相关（c）。sTIMs-高中GZMB，PRF1，TNF-α，Tim-3和PD-1阳性细胞数量较低而IL-10和TGF-β阳性细胞数量较高（d）。流式细胞分析表明，sTIMs-高组的Treg，CD206+巨噬细胞和中性粒细胞较多（e）。sTIMs-高组的GZMB，PRF1和PD-1在CD8+T细胞中的表达水平较低（f和3g）。

5.TIMs与HGSOC肿瘤微环境中免疫细胞的相互作用

        为了更好的了解TIMs在免疫抑制肿瘤微环境中的作用，作者分析了包括3例原发癌和2例转移癌的scRNA-seq数据，使用UMAP方法鉴定到18个簇（a）。根据PTPRC（CD45）的表达水平将细胞划分为非免疫细胞（10个簇）和免疫细胞（8个簇）。免疫细胞包括髓系细胞（LYZ和C1QB），细胞毒性T细胞（CD3D，CD8A，GZMA和PRF1），T细胞（CD3D，CCR7和IL7R），Treg细胞（FOXP3和IL2RA），B细胞（MS4A1和CD79A），浆细胞（MZB1和CD38），浆细胞样DC（pRC，TCF4，LILRA4和GZMB）和肥大细胞（TPSAB1和CD117）（b）。差异分析表明TPSAB1和CD117是肥大细胞中排名最高的上调细胞。对DEGs进行GO富集分析表明肥大细胞具有Ⅰ型超敏感应正调控和重塑免疫微环境等功能。

        随后，作者研究HGSOC中细胞-细胞互作网络。结果表明，肥大细胞和其他免疫细胞存在相互作用（c和4d）。肥大细胞通过TGFB-1(TGFBR1+TGFBR2)和CSF-1CSF1R与髓系细胞相互作用，表明肥大细胞可以促进巨噬细胞的增殖和分化。CCL4-CCR5互作表明肥大细胞和Treg细胞存在互作，说明肥大细胞可以吸引Treg细胞。细胞-细胞通讯表明肥大细胞可以通过CLEC2B/C-KLRB1和PD-L1-PD1抑制T细胞的抗肿瘤作用（e）。与外周肥大细胞相比HGSOC的TIMs中TGF-β和PD-L1的表达水平较高（f和4g）。

6.基于sTIMs预测HGSOC患者免疫检查点治疗反应和预后

        在训练集和TCGA数据集中，sTIMs-低组的PD-L1的蛋白表达水平和mRNA表达水平极高（a和5b）且在抗PD-1应答中表现出较强的CD8+ T细胞效应功能（c）。此外，免疫检查点治疗受益患者的TIMs比例较高（d）。使用多因素Cox分析构建基于sTIMs，PD-L1和FIGO分析的列线图（e）。预测训练集3年和5年生存期的ROC曲线的AUC分别为0.727和0.771，高于单独使用FIGO分析（f和5g）。结果表明sTIMs-高与ICB治疗敏感性较低有关。

结论：

        总的来说，sTIMs与HGSOC患者的预后不良有关而iTIMs不能作为HGSOC的预后指标。sTIMs富集与免疫抑制肿瘤微环境和抗肿瘤免疫受损有关。本研究不仅详细研究了TIMs的情况还研究了TIMs与免疫细胞的相互作用，有助于塑造HGSOC的TME。此外，作者的研究还表明sTIMs可以作为预测ICB治疗反应的有效标志物。结合FIGO分析，sTIMs和PD-L1的列线图可以准确预测HGSOC患者的生存情况。这些结果可以促进HGSOC的个体化治疗和预测准确预后。