Nature Cancer：贾广帅/陈俊/冷启彬/张庆玲合作揭示胶质母细胞瘤新靶点——巨噬细胞免疫检查点Siglec-9

胶质母细胞瘤（GBM）是最凶险的原发性脑肿瘤类型。现行的标准治疗策略是综合神经外科手术切除、辅助放疗和替莫唑胺（temozolomide，TMZ）化疗，但疾病复发的可能性极高，复发后的整体生存时间只有24-44周。开发针对GBM的新治疗策略迫在眉睫。

近年来，尽管免疫疗法在多种癌症中取得了显著突破， 但GBM患者的响应却非常有限。在III期临床试验（CheckMate-143）中，肿瘤无法手术切除的GBM患者使用纳武单抗（抗PD-1单抗）单药治疗后的总生存期并未比使用贝伐单抗（抗VEGF单抗）单药治疗的患者有所提高。其中重要的原因可能是GBM特有的免疫抑制微环境包含了大量的肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）。TAMs是GBM肿瘤微环境中主要的免疫细胞，由两种不同的细胞群体构成：一种是来自胚胎期卵黄囊、存在于脑实质中的组织驻留小胶质细胞；另一种是来源于骨髓细胞、通过脑血管迁移到肿瘤内的边界相关巨噬细胞。在胶质瘤病理进程中，TAMs以独特的方式与T细胞相互作用，影响其活化状态和功能产生抗肿瘤效应，也可以通过促进肿瘤内在生长过程（包括炎症、血管生成和侵袭）产生促肿瘤效应。在肿瘤中，这些功能的平衡被打破，促肿瘤效应占了上风。尽管有研究显示调控TAMs的策略可以增强抗肿瘤免疫应答，但这些策略在临床试验中并未取得令人满意的结果，这可能是现有的TAMs靶点不够理想。因此，科学家们仍在努力寻找新的基于TAMs调控的治疗策略及理想的新靶点。

近日 ，广州医科大学肿瘤研究所贾广帅、中山大学中山医学院陈俊、广州医科大学肿瘤研究所冷启彬及广东省人民医院病理科张庆玲团队 合作，在Nature Cancer期刊发表了题为：Siglec-9 acts as an immune checkpoint molecule on macrophages in glioblastoma, restricting T cell priming and immunotherapy response 的研究论文。

该研究发现Siglec-9在胶质母细胞瘤（GBM）中充当巨噬细胞表面的免疫检查点分子，对肿瘤内免疫环境和免疫治疗效果有显著影响。这一最新研究为胶质母细胞瘤提供了新的治疗靶点，表明Siglec-9可作为靶点以提高针对GBM治疗的抗PD-1/PD-L1疗效。

研究团队通过对24例原发、复发和接受了抗PD-1抗体新辅助治疗的GBM患者样本进行单细胞RNA测序和空间转录组分析，发现在抗PD-1治疗无效的患者中，TAMs以高表达Siglec-9基因的肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）居多。更具挑战性的是，研究者发现，尽管抗PD-1治疗能够在一些GBM患者中改变肿瘤免疫环境，使T细胞激活，增加某些化学因子基因和干扰素-γ相关基因的表达，诱导前体样耗竭T细胞的产生，并激活传统树突状细胞，但这并不能改变瘤内免疫环境的整体抑制状态，特别是无法抵消Siglec-9高表达的巨噬细胞（Siglec-9+ TAMs）的免疫抑制功能。

研究团队进一步发现，Siglec-9+ TAMs可以区分为连续分化的Siglec-9+MARCO+ TAMs和Siglec-9+SEPP1+ TAMs。空间转录组分析显示，这两类TAMs是由CD14+ 单核细胞以分步方式迁移到肿瘤中并分化而来的，Siglec-9+MARCO+ TAMs可能代表了循环中的单核细胞分化为Siglec-9+SEPP1+ TAMs的过渡状态。值得一提的是，与已发表的GBM单细胞测序数据交叉比较显示，Siglec-9+ TAMs与接受免疫检查点阻断（ICB）治疗的GBM患者的与共表达GPNMB/CSTB/MRC1的巨噬细胞相似，而在仅复发GBM患者的数据集中没有富集。因此，抗PD1治疗可能导致Siglec-9+ TAMs的重编程，Siglec-9+ TAMs的富集反映了抗PD1治疗非响应效果的原因之一。

Siglec-9分子属于免疫球蛋白样凝集素（Siglec）家族成员，是表达于巨噬细胞等髓系免疫细胞表面的受体。这些受体与含有唾液酸残基的宿主/癌细胞膜上的糖蛋白结合时，能作为免疫检查点分子传递免疫抑制信号。通过基因敲除小鼠颅内肿瘤模型的研究，研究团队发现，SiglecE（人Siglec-9的鼠功能同源基因）的敲除可以抑制GBM肿瘤的生长，改变巨噬细胞的免疫抑制表型，使其转变为更具有抗肿瘤活性的表型，并且显著增强T细胞的活化和增殖。

进一步，研究者通过多种小鼠体内、体外实验和人临床样本验证，证明Siglec-9+/SiglecE+ TAMs是SiglecE敲除小鼠中抑制肿瘤生长的主要细胞群体，并且该亚群直接和T细胞相互作用，靶向Siglec-9是通过T细胞活化发挥肿瘤杀伤作用的。为了进一步明确靶向Siglec-9的临床前景，研究团队发现，SiglecE敲除小鼠接受抗PD-1治疗时，生存时间可以进一步延长。研究团队对小鼠GBM模型使用具有靶向Siglec-9功能的竞争性蛋白治疗，结果发现这种治疗可以显著延长小鼠的生存时间。

图1: 人GBM和小鼠模型中的巨噬细胞特化及T细胞相互作用示意图

复发的GBM肿瘤伴随着血管生成、小胶质细胞的丧失和单核细胞来源的TAMs渗透增加。在新辅助性抗PD1治疗后，特别是在无反应者中，Siglec-9+ TAMs富集。在小鼠GBM模型中，通过分泌趋化因子、与共刺激因子相互作用以及上调IFN-γ相关途径，靶向Siglec-E（Siglec-9的小鼠同源分子）可以在巨噬细胞上优先激活T细胞，从而增强抗PD-1/PD-L1疗法的效果。Siglec-9/Siglec-E代表了巨噬细胞上的免疫检查点，是GBM免疫疗法的潜在靶点。

这项研究的发现为胶质母细胞瘤的治疗提供了新的思路，即Siglec-9是一种新颖的巨噬细胞免疫检查点分子，可以作为靶点以提高针对GBM治疗的抗PD-1/PD-L1疗效。这一研究还显示，将人类临床样本的单细胞分析与小鼠转化研究相结合，可以有效地发现基于新型免疫检查点的免疫疗法（图1）。

广东省人民医院助理研究员梅琰和中山大学中山医学院博士研究生王秀美为论文并列第一作者。广州医科大学肿瘤研究所贾广帅、中山大学中山医学院陈俊、广州医科大学肿瘤研究所冷启彬及广东省人民医院病理科张庆玲为论文共同通讯作者。研究得到昌平实验室任仙文团队、南方科技大学陈曦和西湖大学谢琦等的指导与帮助。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s43018-023-00598-9