一、研究背景

胃癌是全球的健康挑戰(zhàn)，其發(fā)生發(fā)展與幽門螺桿菌感染密切相關(guān)。幽門螺旋桿菌通過(guò)誘發(fā)慢性炎癥、持續(xù)上皮損傷和異型增生，破壞胃內(nèi)穩(wěn)態(tài)，促進(jìn)惡性轉(zhuǎn)化。胃癌根據(jù)Lauren分型分為腸型和彌漫型亞型，這兩種亞型不僅在形態(tài)學(xué)特征和臨床病程上存在差異，對(duì)幽門螺桿菌誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)也各不相同。這種差異性提示不同亞型可能存在不同的腫瘤發(fā)生途徑，然而幽門螺桿菌對(duì)各亞型免疫組成及分子特征的具體影響仍有待闡明。

幽門螺旋桿菌感染后會(huì)持續(xù)激活胃免疫微環(huán)境，并顯著影響癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞(CAFs)的功能。CAFSs是腫瘤微環(huán)境中的核心調(diào)控組分，具有高度的異質(zhì)性，可被幽門螺旋桿菌通過(guò)特定信號(hào)通路激活，進(jìn)而分泌多種細(xì)胞因子、趨化因子及ECM成分，共同促進(jìn)腫瘤增殖、血管生成和免疫逃逸。然而，幽門螺旋桿菌感染如何影響CAFs亞型的組成，以及CAFs在不同組織亞型胃癌中與癌細(xì)胞的空間相互作用還有待探索。

為此，本研究旨在整合空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)和單細(xì)胞RNA測(cè)序這兩種前沿技術(shù)，以系統(tǒng)解析不同胃癌亞型中CAFs的空間分布特征，并深入闡明幽門螺旋桿菌感染對(duì)CAFs組成和免疫調(diào)節(jié)功能的重塑作用，最終揭示CAFs在塑造胃癌免疫抑制微環(huán)境中的核心作用。

二、研究設(shè)計(jì)

本研究整合多中心胃癌患者隊(duì)列（共71例空間轉(zhuǎn)錄組樣本及58例單細(xì)胞數(shù)據(jù)）開展全面的空間和單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析。采用CosMx SMI空間分子成像技術(shù)對(duì)患者的福爾馬林固定的蠟包埋（FFPE）胃癌組織切片進(jìn)行分析，然后執(zhí)行高內(nèi)涵圖像分析以實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞分割與RNA轉(zhuǎn)錄本空間定位，生成RNA表達(dá)和組織結(jié)構(gòu)的復(fù)合可視化圖像。單細(xì)胞數(shù)據(jù)經(jīng)Scanpy流程標(biāo)準(zhǔn)化整合，利用Harmony校正批次效應(yīng)，依據(jù)經(jīng)典標(biāo)志基因進(jìn)行細(xì)胞類型注釋。

通過(guò)創(chuàng)新性空間聚集指數(shù)量化細(xì)胞間空間關(guān)系，結(jié)合鄰域富集分析解析CAFS亞型與免疫細(xì)胞的空間相互作用。同時(shí)應(yīng)用Palantir算法構(gòu)建CAFS發(fā)展軌跡，采用Tangram整合單細(xì)胞RNA-seq數(shù)據(jù)與空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)。細(xì)胞通訊網(wǎng)絡(luò)通過(guò)CellChat數(shù)據(jù)庫(kù)解析配體-受體相互作用。為闡明轉(zhuǎn)錄后調(diào)控機(jī)制，我們結(jié)合ARE模體掃描與基因表達(dá)相關(guān)性分析，并通過(guò)激光輔助交聯(lián)免疫沉淀測(cè)序技術(shù)（LACE-seq）鑒定ZFP36的調(diào)控靶點(diǎn)。此外，基于癌癥基因組圖譜和亞洲癌癥研究組隊(duì)列的數(shù)據(jù)，采用CIBERSORT-ABS算法評(píng)估免疫微環(huán)境特征，并利用Kaplan-Meier分析法探究其與患者預(yù)后的關(guān)聯(lián)。

三、研究結(jié)果

1. 胃癌病理亞型呈現(xiàn)不同的空間結(jié)構(gòu)、細(xì)胞組成與免疫景觀

通過(guò)整合單細(xì)胞RNA測(cè)序與空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)解析了胃癌腫瘤微環(huán)境的異質(zhì)性特征。機(jī)制研究表明，幽門螺桿菌感染通過(guò)雙重通路轉(zhuǎn)錄重編程CAFSs重塑免疫微環(huán)境：THBS1? CAFs通過(guò)WNT5-FZD信號(hào)軸促進(jìn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）聚集；同時(shí)，ZFP36蛋白通過(guò)結(jié)合FN1基因的3'UTR區(qū)促進(jìn)FN1 mRNA降解，抑制細(xì)胞毒性T細(xì)胞（CTL）活化。這兩條通路共同構(gòu)建了幽門螺桿菌陽(yáng)性胃癌的免疫抑制微環(huán)境，為開發(fā)靶向基質(zhì)細(xì)胞的免疫治療策略提供了新的理論依據(jù)。分析顯示，不同Lauren分型的胃癌呈現(xiàn)顯著的空間結(jié)構(gòu)差異：腸型胃癌中癌細(xì)胞形成致密上皮簇，CAFs與免疫細(xì)胞集中于腫瘤邊緣，形成清晰邊界；而彌漫型則呈現(xiàn)細(xì)胞類型混雜分布的特征。細(xì)胞通訊分析進(jìn)一步揭示，腸型胃癌表現(xiàn)更具結(jié)構(gòu)性和方向性的的信號(hào)傳導(dǎo)，而彌漫型則表現(xiàn)為信號(hào)傳導(dǎo)分散且效率低下。綜上所述，證明胃癌亞型在空間組織和細(xì)胞間通訊兩方面均存在顯著差異。

2. 四種功能亞型的CAFs具有不同的空間定位

本研究明確四種CAFs亞型（祖細(xì)胞CAFs（proCAFs）、炎性CAFs（iCAFs）、肌成纖維母細(xì)胞性CAFs（myCAFs）和基質(zhì)生成CAFS（matCAFs））在胃癌組織中的空間分布規(guī)律：iCAFs與癌細(xì)胞空間鄰近性最強(qiáng)，myCAFs和matCAFs次之，proCAFs關(guān)聯(lián)最弱。不同Lauren分型胃癌呈現(xiàn)顯著空間差異：腸型表現(xiàn)為致密上皮簇結(jié)構(gòu)，彌漫型則呈分散分布?？臻g聚集指數(shù)定量分析證實(shí)腸型腫瘤細(xì)胞聚類程度顯著更高（P<0.05）。這些發(fā)現(xiàn)揭示了胃癌亞型特異的空間組織結(jié)構(gòu)特征，為探究CAFs異質(zhì)性形成機(jī)制提供了重要依據(jù)。

3. 單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)揭示CAFS亞型的發(fā)育路徑與轉(zhuǎn)錄特征

通過(guò)整合三個(gè)獨(dú)立隊(duì)列（含58個(gè)樣本、逾25萬(wàn)細(xì)胞）的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，系統(tǒng)解析CAFs亞型的發(fā)育軌跡與分子特征。研究發(fā)現(xiàn)proCAFs作為發(fā)育起點(diǎn)，通過(guò)多向分化產(chǎn)生iCAFs、matCAFs和myCAFs?？臻g解卷積分析證實(shí)CAFS亞型定位與實(shí)測(cè)高度一致，其中iCAFs與癌細(xì)胞呈現(xiàn)顯著空間共定位。該研究闡明了CAFs亞型在發(fā)育起源、轉(zhuǎn)錄特征和空間分布上的異質(zhì)性，揭示了胃癌微環(huán)境中細(xì)胞分化與空間組織的協(xié)同調(diào)控機(jī)制。

4. 幽門螺桿菌感染重塑CAFs群落并誘導(dǎo)關(guān)鍵免疫調(diào)節(jié)分子

幽門螺桿菌感染顯著重塑胃癌基質(zhì)微環(huán)境，表現(xiàn)為CAFs數(shù)量顯著增加及關(guān)鍵分子THBS1與ZFP36的顯著上調(diào)。單細(xì)胞分析證實(shí)二者分別富集于matCAFs和proCAFs亞群，且其表達(dá)水平隨成纖維細(xì)胞分化逐漸升高。臨床數(shù)據(jù)分析顯示，這兩個(gè)基因的表達(dá)呈強(qiáng)正相關(guān)，且高表達(dá)均預(yù)示患者總生存期顯著縮短，提示其在幽門螺旋桿菌驅(qū)動(dòng)胃癌進(jìn)展中的重要調(diào)控作用。

5. THBS1? CAFs通過(guò)WNT5-FZDs配體-受體相互作用促進(jìn)Treg募集與免疫抑制

空間分析顯示THBS1? CAFs與Treg存在顯著空間共定位，且這種共定位與患者不良預(yù)后相關(guān)。機(jī)制上，THBS1? CAFs通過(guò)WNT5A-FZD6和WNT5B-FZD5信號(hào)軸與Treg建立特異性通訊，同時(shí)富集FOXP3/TGF-β等免疫抑制通路。這些發(fā)現(xiàn)揭示了THBS1? CAFs通過(guò)空間招募Treg促進(jìn)局部免疫抑制微環(huán)境形成的新機(jī)制。

6. ZFP36通過(guò)轉(zhuǎn)錄后抑制削弱FN1? CAFs介導(dǎo)的CTL活化

ZFP36與FN1表達(dá)呈顯著負(fù)相關(guān)，LACE-seq實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證其結(jié)合FN1的3'UTR區(qū)域。單細(xì)胞分析顯示ZFP36? CAFs富集ATF3/JUN/FOS應(yīng)激信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，而FN1? CAFs則通過(guò)整合素途徑與CTL建立更多空間接觸。這表明ZFP36通過(guò)抑制FN1表達(dá)，限制CAFs的免疫激活功能，從而促進(jìn)免疫抑制微環(huán)境。

四、研究結(jié)論

本研究系統(tǒng)闡明了胃癌中CAFs亞型的空間與功能異質(zhì)性，并確定幽門螺桿菌感染是CAFs免疫調(diào)節(jié)狀態(tài)的關(guān)鍵外部調(diào)控因素。我們提出兩種不同的CAFs介導(dǎo)的免疫調(diào)節(jié)回路：THBS1-WNT5-Treg軸與ZFP36-FN1軸，二者共同促進(jìn)感染相關(guān)胃癌中免疫抑制性腫瘤微環(huán)境的建立。這些發(fā)現(xiàn)為理解基質(zhì)-免疫-腫瘤相互作用提供了新的機(jī)制見解，并為在未來(lái)免疫治療策略中靶向CAFs提供了理論依據(jù)。

挑戰(zhàn)與展望

五、討論

本研究系統(tǒng)闡明胃癌CAFs亞型異質(zhì)性及幽門螺桿菌感染的免疫調(diào)節(jié)作用。研究發(fā)現(xiàn)THBS1? CAFs通過(guò)WNT5-FZD信號(hào)促進(jìn)Treg募集，ZFP36? CAFS則通過(guò)降解FN1 mRNA抑制CTL活化，雙通路協(xié)同構(gòu)建免疫抑制微環(huán)境。組織學(xué)分析顯示腸型胃癌保持有序的基質(zhì)-免疫結(jié)構(gòu)，而彌漫型呈現(xiàn)細(xì)胞混雜分布。值得注意的是，THBS1與ZFP36在proCAFS中特異性富集，提示幽門螺桿菌通過(guò)調(diào)控CAFs早期分化驅(qū)動(dòng)免疫抑制。這些發(fā)現(xiàn)為靶向CAFs的免疫治療提供了新機(jī)制依據(jù)，后續(xù)需通過(guò)功能實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證通路的因果關(guān)系。

參考文獻(xiàn)：

Chen B, Tang H, Zheng X, et al. Spatial and functional dissection of cancer-associated fibroblasts-mediated immune modulation in H. pylori-associated gastric cancer. Mol Cancer. 2025 Nov 6;24(1):282.

審批編號(hào)：CN-173654

有效期至：2026/12/2

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