口腔鳞状细胞癌（OSCC）是头颈部鳞状细胞癌的主要类型。恶性程度高，早期易发生颈部淋巴结转移。虽然口腔鳞状细胞癌的治疗已发展为以手术为基础，结合放化疗、靶向治疗和免疫治疗的综合治疗方法，但5年生存率仍然在50%左右。口腔鳞状细胞癌是一种具有多期、进行性恶性特征的恶性肿瘤，可从正常黏膜-癌前病变-癌演变而来。其中，口腔白斑（OLK）是最常见的口腔癌前病变。研究表明，口腔白斑的恶变率可达11.7-23.1%。因此，若能在癌前病变阶段采取干预措施，可有效预防口腔黏膜癌变，提高患者的生存率和生活质量。近年来，以抗PD-1抗体为核心的免疫疗法在治疗系统内各种肿瘤方面取得了重要进展，但在口腔鳞癌中的反应率不足20%，提示还有其他免疫逃生途径。因此，有必要全面表征口腔癌变过程中细胞类型和微环境中分布的动态变化，寻找该过程中介导免疫逃逸的关键分子，为口腔鳞状细胞癌的治疗提供新的靶点。细胞癌。
近日，中山大学口腔医院王志教授团队与北京大学生物医学前沿创新中心、生命科学学院白帆教授团队共同发表了题为TDO2+的研究论文。杂志中的单元格。
本研究以口腔白斑和口腔鳞状细胞癌患者为研究对象。该研究通过单细胞转录组测序、单细胞TCR测序，结合体外和体内实验，系统表征了CD4+/CD8+ T细胞的口腔黏膜癌变过程、髓系细胞、中性粒细胞、中性粒细胞、和基质细胞。
通过单细胞测序分析发现，在口腔黏膜癌变过程中，CD4+/CD8+ T细胞的免疫抑制状态逐渐增强。进一步研究发现，基质细胞中的TDO2+肌成纤维细胞亚群可以趋化T细胞并介导T细胞免疫抑制。通过体外实验发现，敲低或阻断该肌成纤维细胞亚群TDO2的表达，可有效逆转T细胞的免疫抑制状态；此外，利用小鼠口服4NQO自发肿瘤模型和口腔癌细胞皮下肿瘤模型，发现TDO2抑制剂可以有效重塑免疫微环境，与PD-1联合使用可以进一步缩小荷瘤小鼠的肿瘤体积。 本研究结果有望用于临床口腔黏膜癌前病变的干预，同时消除PD-1治疗耐药。
为了阐明口腔癌变过程中细胞类型和分布的动态变化，对13例口腔鳞状细胞癌、3例白斑和8例邻近正常组织进行了单细胞测序。 (D) J-测序，共获得10个细胞。通过聚类，最终确定了10个细胞亚群，其中T细胞占比最高，呈现从正常组织-癌前病变-癌组织逐渐增加的趋势。这一结果与以往研究一致，提示口腔鳞状细胞癌是一种T细胞浸润丰富的“热肿瘤”。
研究发现，随着口腔癌变的进展，CD4+ T细胞中静止和活化的调节性T细胞（Treg）和耗尽的CD4+ T细胞的比例逐渐增加。在癌组织中，移行性CD4+ T细胞主要分化为活化的Treg和耗竭的CD4+ T细胞；此外，CD8+ T细胞的聚类分析显示存在终末耗竭、过渡耗竭和初始耗竭的CD8+ T细胞亚群，并且在癌旁-癌前病变-癌组织中呈现逐渐增加的趋势；上述结果表明，肿瘤微环境中的CD4+和CD8+ T细胞均存在表型转换，其中CD4+ T细胞主要转化为Treg，而CD8+ T细胞则转化为衰竭表型。本研究结果表明，口腔鳞状细胞癌中CD4+/CD8+ T细胞处于免疫抑制状态，这是口腔鳞状细胞癌免疫逃逸的关键因素，也可能是其疗效不佳的原因。抗PD-1抗体治疗。
为了探究肿瘤微环境中的基质细胞是否对T细胞具有免疫调节作用，研究人员对基质细胞进行聚类，发现基质细胞中存在两个肌成纤维细胞亚群（ACTA2和THY高表达）
@1），两个亚组均表现出正常组织中不存在的特征，并在癌前病变和癌组织中逐渐增加。进一步分析发现其中一个亚群（MF-C1-TDO2口腔鳞癌，高表达TDO2和CXCL9）同时具有T细胞趋化性和色氨酸代谢功能，而另一个亚群（MF-C2-ELN口腔鳞癌，高表达ELN）具有矩阵重构功能。
为了进一步探索TDO2+肌成纤维细胞对T细胞的影响，从OSCC组织中分离出的肌成纤维细胞用TDO2的siRNA敲低，然后与CD4+/CD8+ T细胞共培养。流式细胞仪结果显示，肌成纤维细胞敲低TDO2后，共培养体系CD4+T细胞中Treg的比例降低，CD8+T细胞中耗尽的T细胞比例降低，对CD8+T细胞的杀伤功能增强。增强。在用 TDO2 抑制剂 LM10 处理的肌成纤维细胞中观察到类似的结果。以上结果表明，虽然TDO2+肌成纤维细胞具有较强的T细胞趋化功能，但趋化性CD4+/CD8+T细胞似乎处于明显的免疫抑制状态，提示这组肌成纤维细胞可能处于癌巢的外围。构建一个“陷阱”，通过TDO2-AhR信号轴诱导T细胞免疫抑制，促进肿瘤免疫逃逸。此外，免疫组化染色结果显示，肿瘤基质中高丰度的TDO2+肌成纤维细胞可能提示口腔鳞状细胞癌患者预后不良。
最后，4NQO用于诱导小鼠口腔自发性肿瘤形成，TDO2抑制剂LM10用于体内治疗。结果表明，TDO2抑制剂可有效预防小鼠口腔黏膜白斑恶变。小鼠皮下肿瘤形成证实TDO2抑制剂联合抗PD-1抗体可有效阻止口腔鳞状细胞癌的进展，但在裸鼠体内未见明显变化，提示TDO2抑制剂介导的抗肿瘤反应为T细胞依赖性。这一结果可能部分解释了为什么在口腔黏膜恶变过程中，尽管有大量T细胞浸润病灶，但病灶仍出现PD-1治疗耐药的原因。
本研究首次系统描述了口腔鳞状上皮多期恶变过程中T细胞、骨髓细胞和中性粒细胞等免疫细胞和基质细胞的动态变化，发现TDO2+肌成纤维细胞在口腔鳞状上皮细胞周围口腔癌巢。细胞具有很强的T细胞趋化和抑制功能，抑制这组肌成纤维细胞可以有效促进抗肿瘤免疫反应。本研究提出了口腔鳞状细胞癌免疫逃逸的新机制，为早期阻断口腔黏膜癌变、提高口腔癌免疫治疗效果提供了新靶点。
中山大学附属口腔医院王志教授和北京大学生物医学前沿创新中心、生命科学学院白帆教授为本文的共同通讯作者。博士北京大学胡思萌博士、中山大学附属口腔医院陆焕子博士、谢文强博士、王迪侃博士为本文共同第一作者。
打印机：十一