IF50.5｜前列腺癌中SPP1hi-TAMs通过腺苷信号驱动免疫治疗耐药

SPP1hi-TAMs在前列腺癌进展中富集，通过腺苷信号抑制CD8+ T细胞，导致ICI耐药。

这篇按生信解读号的读法拆：先看背景和问题，再看作者怎么做、做出了哪几条硬发现，最后把数据和代码收走。

研究背景

晚期转移性去势抵抗性前列腺癌（mCRPC）对免疫检查点抑制剂（ICIs）普遍耐药，肿瘤微环境中的免疫抑制性髓系细胞是重要原因。然而，髓系细胞高度异质，广谱靶向如CSF1R阻断在临床试验中效果不佳。已有单细胞研究揭示了前列腺癌微环境中多种髓系亚群，但缺乏跨疾病进程的系统性图谱，且对特定免疫抑制亚群的功能和分子机制了解有限。

科学问题

卡在哪里： 此前研究多聚焦于淋巴细胞，对髓系细胞异质性及其在疾病进展中的动态变化认识不足；CSF1R阻断临床无效的机制不明；缺乏针对特定免疫抑制性巨噬细胞亚群的功能验证和靶向策略。

本文要回答： 鉴定前列腺癌进展中富集的免疫抑制性巨噬细胞亚群，阐明其驱动ICI耐药的分子机制，并探索逆转耐药的联合治疗策略。

技术路线

作者主要用了：scRNA-seq、CITE-seq、流式分选、共培养、过继转移、药物干预。

作者首先对未经ADT的局限性前列腺癌、ADT治疗的转移性激素敏感性前列腺癌（HSPC）和mCRPC患者肿瘤活检进行5′单细胞RNA测序，系统描绘髓系细胞图谱并鉴定随疾病进展富集的亚群。随后在MyC-CaP小鼠CRPC模型中通过scRNA-seq和CITE-seq验证同源亚群，利用流式分选和共培养实验评估其免疫抑制功能，并通过过继转移实验证明其驱动ICI耐药。进一步通过通路分析锁定腺苷信号，使用A2AR抑制剂和CD73阻断抗体在体外和体内验证其作用，最后在临床试验中评估A2AR抑制剂联合PD-L1阻断的疗效。

图 1　Fig. 1。图1展示了人类前列腺癌单细胞图谱。UMAP显示主要细胞类型和14个髓系亚群，其中SPP1hi-TAMs在mCRPC中比例显著升高（红色），而SELENOP hi-TAMs变化不大。SPP1hi-TAMs的免疫抑制评分最高，且其基因特征与CD8+ T细胞耗竭评分正相关。此外，SPP1hi-TAMs的CSF1R表达显著低于其他髓系细胞，提示其对CSF1R阻断不敏感。

核心亮点

亮点 1｜SPP1hi-TAMs在mCRPC中显著富集

对147,174个单细胞转录组的分析发现，随着前列腺癌从局限性进展到mCRPC，SPP1hi-TAMs（高表达SPP1的肿瘤相关巨噬细胞）的比例显著增加（图1c,d）。组织染色进一步证实了这一趋势。这些细胞表现出升高的免疫抑制分子程序，且与CD8+ T细胞耗竭程度显著相关。值得注意的是，SPP1hi-TAMs的CSF1R转录水平显著低于其他髓系细胞，可能解释了CSF1R阻断在临床上的无效性。

图 2　Fig. 2。图2展示了小鼠MyC-CaP模型的单细胞分析。UMAP显示6种主要细胞类型和11个髓系亚群，其中Spp1hi-TAMs与人SPP1hi-TAMs转录组相似。抗CSF1R抗体治疗后，Csf1r高表达的巨噬细胞（如CD163hi-TAMs和CX3CR1hi-TAMs）显著减少，但Spp1hi-TAMs数量不变，证明其对CSF1R阻断抵抗。

亮点 2｜小鼠模型验证Spp1hi-TAMs对CSF1R阻断抵抗

在MyC-CaP小鼠CRPC模型中，通过scRNA-seq和CITE-seq鉴定出与人SPP1hi-TAMs同源的Spp1hi-TAMs，其特征为高表达Spp1、Cd9、Lgals3，低表达Csf1r、Mrc1、Cx3cr1和Cd163。流式细胞术证实，抗CSF1R抗体治疗可显著清除高表达Csf1r的巨噬细胞亚群（如CD163hi-TAMs和CX3CR1hi-TAMs），但Spp1hi-TAMs基本不受影响（图2h,i），表明该亚群对CSF1R阻断具有内在抵抗性。

图 3　Fig. 3。图3展示了Spp1hi-TAMs的免疫抑制功能。UMAP显示Spp1hi-TAMs的免疫抑制评分显著高于其他髓系亚群。流式细胞术显示，与Spp1hi-TAMs共培养后，CD8+ T细胞增殖显著降低，且呈密度依赖性。体内过继转移Spp1hi-TAMs削弱了抗CTLA-4+抗PD-1联合治疗的疗效，增加了耗竭CD8+ T细胞比例，缩短了生存期。

亮点 3｜Spp1hi-TAMs直接抑制CD8+ T细胞并驱动ICI耐药

体外共培养实验显示，从CRPC中分选的Spp1hi-TAMs以密度依赖方式显著抑制活化CD8+ T细胞的增殖（图3c,d），并降低多功能（IFN-γ+TNF-α+）CD8+ T细胞的比例。在体内，将Spp1hi-TAMs过继转移到CRPC肿瘤中，显著削弱了抗CTLA-4和抗PD-1联合治疗的疗效，缩短了小鼠生存期，并增加了耗竭（CD38+PD-1+）CD8+ T细胞的频率（图3g-i）。这些结果证明Spp1hi-TAMs是ICI耐药的关键驱动因素。

图 4　Fig. 4。图4展示了腺苷信号在SPP1hi-TAMs中的作用。通路富集分析显示缺氧和腺苷信号在SPP1hi-TAMs中富集。SPP1hi-TAMs高表达NT5E（CD73），且其丰度与腺苷信号特征评分在mCRPC中显著相关。体外实验显示，A2AR抑制剂ciforadenant或抗CD73抗体可逆转Spp1hi-TAMs对CD8+ T细胞的抑制，表明腺苷信号是免疫抑制的关键机制。

亮点 4｜腺苷信号是SPP1hi-TAMs免疫抑制的关键机制

通路分析显示，缺氧和腺苷信号通路在SPP1hi-TAMs中优先激活。SPP1hi-TAMs高表达NT5E（编码CD73），且其丰度与腺苷信号特征评分在mCRPC中显著相关（图4c）。体外实验证实Spp1hi-TAMs释放细胞外腺苷，且使用A2AR抑制剂ciforadenant或抗CD73抗体可显著逆转其对CD8+ T细胞的抑制（图4h,j），表明腺苷信号是SPP1hi-TAMs介导免疫抑制的重要途径。

图 5　Fig. 5。图5展示了A2AR阻断的治疗效果。ciforadenant单药治疗显著抑制CRPC生长，减少Spp1hi-TAMs数量和耗竭CD8+ T细胞。与抗PD-1抗体联合使用时，肿瘤生长进一步受抑，多功能CD8+ T细胞密度增加。临床试验中，ciforadenant联合atezolizumab在部分mCRPC患者中诱导了PSA下降和肿瘤消退，且应答者基线SPP1hi-TAMs丰度更高。

亮点 5｜A2AR阻断逆转ICI耐药并减少Spp1hi-TAMs

在CRPC小鼠模型中，A2AR抑制剂ciforadenant单药治疗显著抑制肿瘤生长，减少耗竭CD8+ T细胞，并降低Spp1hi-TAMs的频率和数量（图5b-d）。与抗PD-1抗体联合使用时，ciforadenant进一步增强抗肿瘤效果，增加多功能CD8+ T细胞密度（图5i,j）。机制上，Spp1hi-TAMs高表达Adora2a，且腺苷信号可能促进其自身维持，形成正反馈环路。

亮点 6｜临床试验显示A2AR抑制剂联合PD-L1阻断有效

在一项1期临床试验（NCT02655822）中，24例mCRPC患者接受ciforadenant联合atezolizumab治疗，其中6例（25%）出现PSA下降≥30%，部分患者肿瘤消退。对治疗有反应的患者基线时SPP1hi-TAMs丰度更高，提示该亚群可能作为预测疗效的生物标志物。这些结果支持靶向腺苷信号通路以增强mCRPC对ICI的敏感性。

生信可带走

这一块是给做分析的人用的，不是科普点缀。

• 方法栈： scRNA-seq、CITE-seq、流式分选、共培养、过继转移、药物干预
• 公开数据： GSE274229
• 代码： 原文未给出公开 GitHub/GitLab 仓库
• 谁该点开原文： 研究肿瘤免疫微环境、免疫治疗耐药机制或前列腺癌转化医学的科研人员。

带走一句

单细胞图谱结合功能验证可精准锁定免疫抑制性髓系亚群，并揭示其耐药机制，为联合治疗和生物标志物开发提供新思路。