《Nature Cell Biology》：Peritumoural adipose tissue drives immune evasion in colorectal cancer via adipose–mesenchymal transformation
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这项研究揭示了结直肠癌（CRC）肿瘤周围内脏脂肪组织（tVAT）在肿瘤免疫微环境中的新作用。研究人员通过单细胞测序等技术，发现tVAT并非旁观者，而是通过CXCL12–CXCR4轴竞争性招募淋巴细胞，形成了一个“免疫细胞蓄水池”，从而限制了肿瘤内的免疫浸润，促进免疫逃逸。更重要的是，他们发现肿瘤来源的因子能诱导脂肪基质细胞转化为脂肪来源的癌症相关成纤维细胞（adCAF），后者是CXCL12的主要来源。靶向这一脂肪-肿瘤互作轴，可显著增强抗PD-1治疗的疗效，为改善内脏肿瘤的免疫治疗提供了新靶点。
癌症不仅是肿瘤细胞自身的失控增殖，其周围的环境，即肿瘤微环境，同样扮演着至关重要的角色。在结直肠癌等腹腔脏器的肿瘤中，肿瘤周围往往包裹着丰富的脂肪组织。长久以来，这些脂肪组织被认为是惰性的能量储存库或是物理屏障。然而，越来越多的证据表明，肿瘤与邻近脂肪之间存在着活跃的“对话”，但这种互作的细节及其在肿瘤免疫逃逸中的作用，在很大程度上仍是未知的。肿瘤免疫治疗的响应率在实体瘤中差异巨大，其中结直肠癌通常对免疫检查点阻断疗法反应不佳，这提示我们，除了肿瘤细胞自身，其周边的“土壤”——包括脂肪组织——可能隐藏着关键的免疫抑制密码。为了解开这个谜团，Wang, Zheng, Qian, Pan, Tian等研究人员开展了一项深入研究，其成果发表在国际顶级期刊《Nature Cell Biology》上。
为了探究结直肠癌肿瘤周围内脏脂肪组织的免疫景观及其功能，研究者开展了一系列系统性的工作。关键技术方法包括：利用来自中山大学肿瘤防治中心的患者样本，对配对的组织（肿瘤、邻近脂肪组织tVAT、远端脂肪组织dVAT）进行高通量单细胞RNA测序，以绘制高分辨率的细胞图谱。他们通过多种生物信息学方法（如Milo差异丰度分析、Monocle拟时序分析、CellChat细胞通讯分析）深入挖掘数据。在机制验证上，研究者构建了多种小鼠模型，包括在腹股沟脂肪旁植入肿瘤的免疫竞争模型、条件性基因敲除小鼠模型，并使用了靶向脂肪细胞的溶脂纳米材料（ATS-GNP）和抗体中和等干预手段。临床相关性方面，研究者回顾性分析了67例接受新辅助免疫放化疗的局部晚期结直肠癌患者的影像和临床数据，评估tVAT面积与治疗响应的关系。
结果部分：
单细胞RNA测序揭示tVAT特异的免疫景观
通过对患者样本（肿瘤、正常组织、tVAT、dVAT）进行单细胞RNA测序，研究者发现tVAT是一个高度免疫浸润的微环境。与dVAT相比，tVAT显著富集了B/浆细胞、CD4+T细胞和CD8+T细胞等淋巴细胞。此外，在tVAT中还意外发现了三级淋巴结构，这表明tVAT具有活跃的免疫调节潜力。单细胞T细胞受体分析进一步显示，tVAT中的T细胞克隆型与肿瘤组织的重叠度更高，提示tVAT中可能存在肿瘤特异性T细胞。总之，这些结果表明tVAT形成了一个独特的、充满免疫活性的肿瘤相关微环境，而非一个免疫“荒地”。
tVAT与肿瘤组织竞争性招募淋巴细胞
鉴于tVAT中富含淋巴细胞，研究人员最初假设其可能具有抗肿瘤潜力。然而，在小鼠模型中，通过手术或溶脂纳米材料去除肿瘤旁脂肪组织后，肿瘤生长反而受到显著抑制，并且肿瘤内浸润的T细胞（尤其是肿瘤特异性CD8+T细胞）数量增加。在免疫缺陷小鼠中，这种肿瘤抑制效应减弱，表明该过程依赖于功能性免疫细胞。进一步的竞争性过继转移实验证实，移除肿瘤旁脂肪后，更多的外源性免疫细胞能够归巢至肿瘤内部。这些发现共同支持了一个新假说：tVAT充当了一个“免疫细胞蓄水池”，通过竞争性招募淋巴细胞，限制了它们向肿瘤组织的浸润，从而促进了免疫逃逸。
tVAT通过分泌CXCL12招募CXCR4+免疫细胞
为了探究竞争性招募的机制，研究者分析了tVAT与肿瘤间质微环境的差异。细胞通讯分析显示，在tVAT中，基质细胞与免疫细胞之间通过CXCL12–CXCR4轴的信号交流最为活跃。进一步分析表明，tVAT中的基质细胞是CXCL12的主要来源，而CXCR4在多种淋巴细胞上广泛表达。在功能上，通过向小鼠肿瘤旁脂肪组织中注射CXCL12中和抗体，或利用腺病毒载体在脂肪组织条件性敲除CXCL12，都能有效抑制肿瘤生长，并增加肿瘤内CXCR4+免疫细胞的浸润。体外趋化实验也证实CXCL12对T细胞有强烈的趋化作用。这些结果证明，tVAT通过高表达CXCL12，将表达CXCR4的免疫细胞“吸引”并“扣押”在脂肪组织中，减少了它们在肿瘤内的可用性。
肿瘤诱导tVAT发生脂肪-间质转化
接下来，研究者深入探究了tVAT中CXCL12高表达的细胞来源。对脂肪组织中的基质细胞进行细分后，他们发现了一个在tVAT中特异性富集的新型细胞亚群。这个亚群既表达脂肪基质细胞标志物，也表达癌症相关成纤维细胞标志物，并具有强大的分泌活性（包括高表达CXCL12），因此被命名为“脂肪来源的癌症相关成纤维细胞”。通过多色免疫荧光染色，研究者在患者tVAT样本中证实了adCAF的存在。在tVAT中，adCAF与免疫细胞之间通过CXCL12–CXCR4轴的通讯信号显著强于dVAT。这些发现确立了adCAF是tVAT中招募免疫细胞的关键细胞来源。
肿瘤来源的因子诱导ASC分化为adCAF
adCAF在tVAT中特异性富集，提示其形成可能受肿瘤的驱动。细胞轨迹分析显示，在远离肿瘤的dVAT中，脂肪基质细胞主要分化为前脂肪细胞；而在tVAT中，其分化命运则主要转向adCAF。这种转变伴随着一系列转录因子活性的改变。体外实验表明，用肿瘤条件培养基处理小鼠脂肪基质细胞，可诱导其形态向成纤维样转变，并上调adCAF相关标志物。进一步的机制探索发现，肿瘤来源的转化生长因子-β1是驱动这一“脂肪-间质转化”过程的关键因子。这表明，肿瘤通过旁分泌TGF-β1，重塑了邻近脂肪组织的基质成分，诱导了adCAF的生成。
肿瘤-脂肪组织互作的临床意义
研究的最终目标是评估其临床转化潜力。研究者构建了能够特异性清除adCAF的基因工程小鼠，发现清除adCAF可协同增强抗PD-1治疗的疗效，表现为肿瘤缩小和肿瘤内（尤其是CXCR4+亚群）免疫细胞浸润增加。联合使用CXCL12中和抗体或CXCR4小分子拮抗剂与抗PD-1，同样在小鼠皮下瘤和盲肠原位结直肠癌模型中观察到显著的协同抗肿瘤效应。临床数据分析提供了强有力的支持：在一项对67例接受新辅助免疫放化疗的局部晚期结直肠癌患者的回顾性研究中，达到完全缓解的患者，其治疗前的tVAT面积显著小于未完全缓解的患者。影像学评估的tVAT面积在预测免疫治疗响应方面，显示出优于传统病理评分指标的潜力。
研究结论与讨论：
本研究首次系统描绘了结直肠癌肿瘤周围内脏脂肪组织的高分辨率免疫图谱，并揭示了一种全新的肿瘤免疫逃逸机制。研究者发现，tVAT并非被动的旁观者，而是被肿瘤“教化”成了一个活跃的免疫调节器官。肿瘤通过分泌TGF-β1等因子，诱导脂肪基质细胞发生“脂肪-间质转化”，形成一类新型的adCAF。这些adCAF大量分泌趋化因子CXCL12，将表达CXCR4的淋巴细胞（包括具有抗肿瘤潜力的细胞）从肿瘤区域“虹吸”并扣押在脂肪组织中，形成“免疫洼地”，从而与肿瘤竞争免疫资源，最终导致肿瘤内免疫细胞浸润不足和免疫逃逸。
这一发现极大地拓展了我们对肿瘤微环境（TME）和免疫豁免现象的理解。它不仅解释了为何结直肠癌等与脂肪组织紧密相邻的肿瘤常表现为“免疫排斥”型，并对免疫检查点抑制剂反应不佳，还为改善这类肿瘤的免疫治疗提供了新的策略。靶向肿瘤-脂肪互作轴，例如抑制CXCL12–CXCR4信号或清除adCAF，能够有效“解放”被扣押的免疫细胞，使其重新归巢至肿瘤部位，从而与现有的免疫治疗产生协同作用。此外，该研究还确立了tVAT的影像学特征作为一个有潜力的新型生物标志物，可用于预测患者对免疫治疗的响应。总而言之，这项工作强调了在理解和治疗癌症时，必须将视野从肿瘤核心扩展到其周围非瘤性的“宏观环境”，靶向这种动态的、系统性的肿瘤-宿主互作网络，将是未来癌症免疫治疗发展的重要方向。
