IF=81.2！Signal Transduction and Targeted Therapy | 肿瘤引流淋巴结通过富集肿瘤反应性效应耗竭的CD8+ T细胞来塑造肿瘤微环境

引流肿瘤淋巴结是抗肿瘤免疫的核心，并影响免疫治疗的反应。伴有微卫星不稳定性和微卫星稳定性的结直肠癌在肿瘤生物学、预后和对免疫检查点阻断的敏感性上有显著差异。然而，这两种亚型之间引流淋巴结的差异及其对不同抗肿瘤免疫反应的贡献仍不充分。本研究中，我们进行了整合多组学分析，系统比较这两种结直肠癌亚型中的肿瘤引流淋巴结和肿瘤微环境。我们鉴定出一个表现出终末耗竭但仍保持强抗肿瘤活性的独特CD8 T细胞群体。这些细胞对肿瘤反应性强，与三级淋巴结构形成相关，并富含微卫星不稳定性结直肠癌。谱系追踪显示它们起源于肿瘤引流的淋巴结。在微卫星不稳定性结直肠癌中，肿瘤引流淋巴结含有更多预耗尽的T细胞、具有增强抗原呈现能力的树突状细胞和较少的调控T细胞，从而为这些效应耗尽的T细胞的发展提供了前体和支持生态位。与此同时，在肿瘤中，IL21CD4 T细胞和CXCL10髓系细胞通过细胞因子信号促进这些细胞的分化和招募，并提高了主要组织相容性复合物的表达。具有微卫星不稳定性的结直肠癌细胞通过激活循环GMP-AMP合成酶-干扰素基因刺激途径，进一步强化了这一免疫生态系统。总体而言，我们的发现将效应耗尽的CD8 T细胞识别为微卫星不稳定性结直肠癌中有利免疫的关键介质，并强调了肿瘤引流淋巴结在塑造肿瘤免疫格局中的关键作用。

该研究以题为“Tumor-draining lymph nodes shape the tumor microenvironment through enrichment of tumor-reactive effector-exhausted CD8+ T cells”发表在Signal Transduction and Targeted Therapy上。

图1

MSI和MSS结直肠癌中免疫微环境的单细胞景观。研究设计与数据来源的示意概述。b UMAP投影，195,298个细胞，按簇类身份和组织起源注释。c 代表性标记基因的点图，突出主要细胞簇中不同转录谱。d 堆叠条形图，显示主要免疫细胞类型在各组织中的相对丰度。e：UMAP对所有样本中七个CD8 T细胞亚群进行可视化。f 热图展示了CD8 T细胞亚簇的组织分布及特征基因表达。g Top，小提琴图，比较不同组织类型中CD8 T细胞中耗竭相关基因表达;底部堆叠条形图显示不同组织类型中CD8 T细胞亚簇的比例

图2

CRC TdLNs和TME中CD8 T细胞耗尽的明显状态。a–c 密度图展示了基于关键转录评分的CD8 T细胞分布。a 细胞最初根据朴素评分分为类干型（亚型1–3）和非自我更新型（亚型4–6）。b 利用结合原始和记忆评分进一步精炼干样细胞。c 通过效应器和耗尽评分对剩余耗尽细胞进行分类。d 热图显示六个亚型代表性标记的表达。e Violin 绘制了六种CD8 T细胞亚型间效应分和疲劳评分的比较图。f：六个CD8 T细胞亚型的UMAP可视化。g 条形图显示了 TdLN 和肿瘤中 CD8 T 细胞亚型的比例。h， i mIF 验证了不同CD8 T细胞表型的原位验证。hCD8（白色）、TIM-3（绿色）和GzmB（红色）的共表达可识别肿瘤中已耗尽的亚组：GzmBTIM-3（白色箭头）、GzmBTIM-3⁻（红色箭头）和GzmB⁻TIM-3（绿色箭头）;白色箭头标示的格子对应CD8_Tex++++++++++电子烟子集。i CD8（白色）、PD-1（青色）和TCF-1（紫色）在TdLNs中的共表达突出了PD-1TCF-1（黄色箭头）和PD-1⁻TCF-1（紫色箭头）亚组;黄色箭头标示的单元格对应CD8_Tpex子集。j 伪时间轨迹分析划定了CD8 T细胞之间的分化路径

图3

CD8_Texeff细胞具备较强的细胞毒性、增殖潜能以及肿瘤特异性。a CD8_Texeff细胞中排名前100的差异表达基因（DEGs，校正后P＜0.05）包含经典细胞毒性效应基因、免疫检查点基因和趋化因子基因。b 基于CD8_Texeff细胞高表达基因开展的通路富集分析。c 在耗竭型CD8⁺T细胞不同状态下进行的BATF与ZNF121调控子活性分析，展示调控子活性Z值与调控子特异性得分（RSS）。d 多重免疫荧光（mIF）分析得到的箱线图，展示不同区域（T、IM、N）中的CD8_Texeff细胞。T，肿瘤中心；IM，侵袭边缘；N，正常结直肠组织。e 基于结直肠癌（CRC）肿瘤组织中TCF-1、PD-1和GzmB的表达，用于划分CD8⁺T细胞亚群的流式细胞术圈门策略。Q1：初始T细胞（Tnaive，TCF-1⁺PD-1⁻CD8⁺T细胞）；Q2：耗竭前体T细胞（Tpex，TCF-1⁺PD-1⁺CD8⁺T细胞）；Q4：中间耗竭CD8⁺T细胞（CD8_Texint，TCF-1⁻PD-1低表达CD8⁺T细胞）；Q5：效应耗竭CD8⁺T细胞（CD8_Texeff，TCF-1⁻PD-1高表达GZMB⁺CD8⁺T细胞）；Q6：终末耗竭CD8⁺T细胞（CD8_Texterm，TCF-1⁻PD-1高表达GzmB⁻CD8⁺T细胞）。

图4

CD8_Texeff细胞丰度与微卫星状态、肿瘤分期、预后及免疫治疗应答相关。a 密度图展示微卫星不稳定（MSI）与微卫星稳定（MSS）结直肠癌患者肿瘤引流淋巴结（TdLN）中的CD8+T细胞亚群。b 微卫星不稳定（MSI）和微卫星稳定（MSS）结直肠癌患者肿瘤引流淋巴结（TdLN）的代表性全景多重免疫荧光（mIF）图像；TCF-1+PD-1+CD8+T细胞定义为CD8_Tpex。c 箱线图对比微卫星不稳定（MSI）与微卫星稳定（MSS）结直肠癌肿瘤微环境（TME）中CD8_Texeff、CD8_Texint和CD8_Texterm细胞的占比。d 代表性多重免疫荧光（mIF）图像，显示样本P40（MSS型）和P42（MSI型）中CD8_Texeff细胞富集区域。e 微卫星不稳定（MSI）和微卫星稳定（MSS）结直肠癌肿瘤样本的代表性全景多重免疫荧光（mIF）图像；GzmB+TIM-3+CD8+T细胞定义为CD8_Texeff。f 基于多重免疫荧光（mIF）分析的箱线图，展示不同区域（肿瘤中心T、浸润边缘IM）的CD8_Texeff细胞，并在MSI与MSS患者间进行比较。T，肿瘤中心；IM，浸润边缘。g 箱线图对比早期与晚期结直肠癌的CD8_Texeff细胞丰度；饼图以中位数为界，展示CD8_Texeff高丰度和低丰度患者的占比。h 箱线图展示按肿瘤分期和微卫星状态分层的结直肠癌CD8_Texeff细胞占比。

图5

TdLN中的CD4_Tpex与Treg比值会影响CD8_Texeff在肿瘤微环境中的分化与富集。a 统一流形逼近与投影图，展示结直肠癌中12个不同的CD4阳性T细胞亚群。b 统一流形逼近与投影图，展示滤泡辅助性T细胞、Th17细胞、调节性T细胞以及5种CD4阳性T细胞亚型。c 热图，展示CD4阳性T细胞亚型、滤泡辅助性T细胞、Th17细胞和调节性T细胞的关键标志物表达情况。d 堆叠柱状图，展示CD4阳性T细胞亚型在肿瘤引流淋巴结和肿瘤组织中的分布。e 多重免疫荧光图像，展示IL-21阳性IFN-γ阳性CXCL13阳性CD4阳性T细胞；紫色、青色、红色、黄色分别代表CD4、IL-21、CXCL13、IFN-γ的表达；红色箭头标记IL-21阳性IFN-γ阳性CXCL13阳性CD4阳性T细胞。f 小提琴图，对比微卫星不稳定型和微卫星稳定型肿瘤引流淋巴结中CD4阳性T细胞亚型评分。g 箱线图，显示微卫星不稳定型肿瘤引流淋巴结中CD4_Tpex与Treg比值升高。h 箱线图，显示微卫星不稳定型结直肠癌肿瘤微环境中Th1样CD4_Texeff细胞富集。i 微卫星不稳定型与微卫星稳定型结直肠癌肿瘤样本的代表性全景多重免疫荧光图像；IL-21阳性IFN-γ阳性CD4阳性T细胞被定义为CD4_Texeff。

总结

本研究旨在揭示微卫星不稳定（MSI）与稳定（MSS）结直肠癌在免疫治疗响应上的差异机制。研究团队采用整合多组学技术，系统对比了两种亚型的肿瘤引流淋巴结（TdLNs）与肿瘤微环境。团队突破性地鉴定出一群处于“终末耗竭”表型却保留强效抗肿瘤活性的独特CD8+ T细胞，并通过谱系追踪证实其直接起源于TdLNs。这从细胞层面厘清了淋巴结在向肿瘤微环境输送高活性肿瘤反应性T细胞中的核心作用。

该发现完整拼凑出了MSI结直肠癌高效抗肿瘤的微环境协作网络。TdLNs通过提供丰富的预耗竭T细胞前体及优质树突状细胞，构筑了效应T细胞发育的“温床”。进入肿瘤后，这些杀伤细胞在IL21+ CD4+ T细胞、CXCL10+ 髓系细胞乃至癌细胞自身cGAS-STING通路的共同支持下实现招募与分化。这提示未来的免疫干预策略不仅要关注肿瘤局部，更可尝试通过靶向激活引流淋巴结或重塑多细胞协同生态，来破除免疫耐受。

参考文献：

DOI:10.1038/s41392-026-02858-3

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