肝癌治疗新帮手！浙大最新研究揭示3-HAA在免疫治疗中的独特角色

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导语 / Introduction

熬夜、过劳、饮酒、重口味，这些生活和饮食习惯你中了几条呢？

年轻人往往觉得自己的身体很扛造，殊不知这多亏了肝脏在背后默默承受。         

肝脏没有痛感神经，所以它在人体中的“存在感”比较低。即使它出了问题，我们往往也察觉不到，这也导致肝癌一经发现多半就已经是晚期。

作为十大高发癌症，肝癌一直受到广大科学家和医生们的关注。这不，又有一个关于肝癌免疫疗法的研究发布了。

      

近日，来自浙江大学的科学家在《Advanced Science》发表了题为“Effects of 3-HAA on HCC by Regulating the Heterogeneous Macrophages-A scRNA-Seq Analysis”的研究论文。发现了3-HAA（3-羟基邻氨基苯甲酸）作为HCC（肝细胞癌）潜在治疗靶点的新证据。

-论文首页截图-

本文通讯作者为李兰娟教授，她是中国工程院院士，是我国人工肝事业的开拓者，创建了独特有效的李氏人工肝系统，显著降低了重型肝炎肝衰竭患者的病死率。她率先全面揭示了肝病肠道微生态宏基因组的变化规律，创立了微生态干预防治重症肝病新策略。

在这位业界大佬的带领下，他们通过飞行时间（CyTOF）和单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析来确定HCC的免疫状况，发现了3-HAA治疗可以显著抑制HCC模型中的肿瘤生长，并改变血浆中各种细胞因子的水平。

那么这个3-HAA到底是什么呢？

3-HAA是尿氨酸衍生物，它通过抑制T细胞的细胞因子分泌及影响巨噬细胞活性来调节免疫系统，并表现出抗炎活性。然而，3-HAA在HCC免疫调节中的确切作用还存在许多疑问。

为此，他们采集了肝癌患者的肿瘤组织及邻近非肿瘤组织，进行了LC–MS（液相色谱-质谱法），以便探索HCC患者的15对肿瘤组织和相邻非肿瘤组织之间的不同代谢产物。

他们发现，肿瘤组织中3-HAA水平低于邻近非肿瘤组织，表明3-HAA水平可能与HCC的发展有关。

3-HAA生存预测的时间依赖性接收者操作特征曲线（ROC）分析得出的曲线下面积为0.951

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来源：Chen X., et al. 2023

为了进一步确定3-HAA在HCC发生和发展中的作用，他们在小鼠中建立了原位HCC模型，并通过腹膜内注射3-HAA对小鼠进行治疗，以此来研究HCC的免疫状况。

果不其然，3-HAA治疗的确可以显著抑制小鼠肿瘤的生长。与对照组（HCC组）相比，3-HAA治疗组（3-HAA组）的肿瘤重量和体积均显著降低。

小鼠肿瘤体积

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来源：Chen X., et al. 2023

这会不会是由于3-HAA能够调节免疫微环境呢？为了弄清楚背后的机制，他们分析了小鼠血浆中总共40种细胞因子。不出所料，3-HAA组TNF-α、TNF-RII、IL-5和其他促炎因子显著降低。

HCC组中MCP-1显著升高，表明趋化性和活化巨噬细胞的局部浸润增加

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来源：Chen X., et al. 2023

由此我们不难推测，3-HAA可能通过调节细胞因子的分泌来调节抗肿瘤免疫反应。

有了这些线索，他们决定再往深了挖一挖，搞清楚3-HAA治疗对肿瘤免疫景观整体的影响。具体而言，他们收集了HCC小鼠的肿瘤组织，使用CyTOF分析和scRNA-seq进行了表征。

小鼠研究流程图

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来源：Chen X., et al. 2023

基于表面和功能标志物进行聚类分析，他们确定了32个不同的细胞群，免疫细胞亚群包括CD8+T细胞、CD4+T细胞，B细胞、树突状细胞（DC）、自然杀伤细胞（NK）、中性粒细胞、浆细胞样树突状细胞（pDC）、γδt细胞、巨噬细胞和嗜酸性粒细胞。

HCC小鼠肿瘤内免疫细胞的CyTOF分析

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来源：Chen X., et al. 2023

从机制上来看，与HCC组相比，3-HAA组的功能标志物CD27和PD1增加，表明3-HAA干预后免疫细胞功能被激活。CD172a主要在单核细胞/巨噬细胞中表达，3-HAA组中该标志物的表达减少，表明3-HAA治疗后巨噬细胞的吞噬功能得到改善。

3-HAA可能通过调节免疫细胞功能来影响HCC的进展

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来源：Chen X., et al. 2023

TAMC（肿瘤相关髓细胞）是实体瘤的重要细胞成分，包括许多不同的细胞亚型，如单核细胞、巨噬细胞和树突状细胞。他们使用CyTOF分析进一步研究了TAMC的变化，深挖其功能从免疫抑制到免疫刺激的过程。

HCC小鼠中TAMCs的CyTOF分析

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来源：Chen X., et al. 2023

不难看出，TAMC聚类的t-SNE图显示了3-HAA组和HCC组之间存在显著差异。CD44与各种类型肿瘤的恶性程度呈正相关，与预后呈负相关，CD44+TAMC呈M2表型，表明HCC组的M2表型的频率高于3-HCC组。

表达标志物的频率和分布的条形图

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来源：Chen X., et al. 2023

至此，他们已经搞清楚了疾病状态下的免疫细胞整体样貌。那么，3-HAA介导的肿瘤免疫细胞重塑过程具体如何呢？

基于scRNA-seq技术，他们定义了每种细胞类型的基因表达特征，突出了关键标志物，发现CXCL9在巨噬细胞的分化和迁移中起着重要作用。

scRNA-seq显示了免疫细胞岛上的九个主要细胞簇

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来源：Chen X., et al. 2023

当他们把目光放到更源头的位置，不禁发出这样的疑问：3-HAA在HCC中对髓细胞会有什么潜在的调节作用呢？

他们通过scRNA-seq鉴定了各种髓细胞亚群，而且还观察到，与HCC组相比，3-HAA组的M2巨噬细胞和增殖巨噬细胞减少。

scRNA-seq定义的肿瘤浸润性髓系细胞的异质性

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来源：Chen X., et al. 2023

基于上述研究，他们发现几种细胞因子的血浆水平受到3-HAA的调节。至于哪些免疫细胞驱动这些细胞因子，他们又进行了更深入的研究来证明，关键的一个发现是IL-6的表达主要局限于Kupffer细胞和M2巨噬细胞。

显示每个髓细胞亚群中细胞因子基因表达水平的点图

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来源：Chen X., et al. 2023

在单细胞水平上，多个细胞亚群，如常驻巨噬细胞、增殖巨噬细胞和pDC，显示出3-HAA对促炎因子TNF和IL-6的显著抑制作用。

CXCL13在Kupffer细胞中富集，并在3-HAA组中上调。另外，3-HAA在许多细胞亚群中抑制CSF1和CSF2，包括常驻巨噬细胞、M2巨噬细胞、M1巨噬细胞和Kupffer细胞。

scRNA-seq图谱显示3-HAA改变了不同细胞亚群中细胞因子和趋化因子的产生

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来源：Chen X., et al. 2023

简单来说，3-HAA可能通过调节巨噬细胞和树突状细胞分泌的多种细胞因子，参与重塑肿瘤免疫微环境，从而影响HCC的进展。

综上所述，3-HAA治疗显著影响血浆细胞因子水平，如IL-6、IL-2、TNF、IL-5、IL-21和MCP-1。IL-2参与介导T细胞增殖、存活和分化，以促进抗肿瘤免疫。这项研究的结果提供了基于3-HAA治疗的肿瘤微环境中各种细胞因子的蓝图，表明3-HAA与利用细胞因子相结合的治疗很有前景。

值得注意的是，3-HAA治疗显著上调了巨噬细胞中Ly6C的表达水平，并下调了HCC组织中巨噬细胞产生的趋化性CCL2的表达水平。这表明3-HAA可能通过抑制CCL2/CCR2途径重塑巨噬细胞的免疫表型来抑制HCC的进展。

这项研究揭示了3-HAA在调节HCC免疫微环境中的影响和作用，他们初步提出3-HAA是一种恢复HCC免疫功能的新治疗策略。

然而，3-HAA在免疫调节中的分子机制，以及支持3-HAA治疗效果的临床数据，还需要进一步的研究。

参考文献

Xue, Chen, Xinyu Gu, Qiuxian Zheng, Qingmiao Shi, Xin Yuan, Qingfei Chu, Junjun Jia et al. "Effects of 3‐HAA on HCC by Regulating the Heterogeneous Macrophages—A scRNA‐Seq Analysis." Advanced Science (2023): 2207074.

作者：古古古

审校：南风 | 咏彤

声明：本文仅作为科普，拒不接受商业用途的转载申请，亦不构成任何建议。

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