《Cancer Medicine》:LILRB1 Is a Prognostic-Related Biomarker Correlated With Immune Infiltration in Head–Neck Squamous Cell Carcinoma
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针对头颈鳞癌(HNSCC)传统治疗响应率低、免疫检查点阻断(ICB)疗效有限的困境,本研究聚焦免疫抑制受体LILRB1,通过多数据库联合单细胞测序揭示其在HNSCC中的高表达特征及其与预后、肿瘤突变负荷(TMB)的关联。研究发现LILRB1高表达预示男性高TMB患者良好预后,并通过SPP1-ACP5+巨噬细胞介导SPP1-CD44轴调控癌细胞比例,经CXCL13-CXCR5轴促进CD8+T细胞富集,为HNSCC免疫治疗提供了新型预后标志物与潜在靶点。
头颈鳞癌(HNSCC)作为全球第六大常见癌症,超过90%源于口腔、咽和喉黏膜上皮,多数患者确诊时已至晚期,伴随高局部进展和复发风险。传统手术联合放化疗虽为主要手段,但过去十年治愈率未见显著提升,核心挑战在于HNSCC具有高度免疫抑制的肿瘤微环境(TME),能通过多种耐药机制逃避免疫监视。尽管免疫检查点阻断(ICB)疗法如抗PD-1/PD-L1抗体为复发转移性HNSCC带来新希望,但响应率仍不足20%,亟需开发更有效的免疫治疗策略。在此背景下,白细胞免疫球蛋白样受体亚家族B成员1(LILRB1)作为一类调控免疫细胞活性的抑制性受体进入研究者视野,其在HNSCC TME中的作用尚不明确。为此,厦门大学等单位的研究团队开展了一项系统性研究,揭示了LILRB1作为HNSCC预后相关生物标志物及其调控免疫浸润的分子机制,相关成果发表于《Cancer Medicine》。
研究采用多数据库联合分析与实验验证的策略,关键技术包括:利用ENCORI、TIMER等公共数据库分析LILRB1在HNSCC中的转录与蛋白表达差异;通过LinkedOmics进行基因共表达与通路富集分析;借助SCTIME数据库开展单细胞转录组分析,解析LILRB1在不同免疫细胞亚群的表达特征;采用TIMER、CAMOIP数据库评估免疫细胞浸润与免疫评分;通过CellChat算法推断细胞间通讯;结合临床样本队列(新鲜HNSCC组织n=35)进行qRT-PCR、免疫组化(IHC)验证,并对接受免疫治疗的患者队列(n=5)进行疗效关联分析。
3.1 High Level of LILRB1 Is Associated With a Good Prognosis of Male HNSCC Patients With High Tumor Mutation Burden
通过ENCORI和TIMER数据库分析及新鲜组织qRT-PCR、IHC验证,发现HNSCC组织(尤其HPV阳性)中LILRB1表达显著高于正常组织,且在间质型亚型中最高;生存分析显示,LILRB1高表达患者总生存期(OS)更长,其中男性高肿瘤突变负荷(TMB)患者获益最显著,而女性患者呈相反趋势,提示LILRB1预后价值存在性别与TMB异质性。
3.2 LILRB1-Coexpressed Genes Enrich in Multiple Signaling Pathways in HNSCC
LinkedOmics分析显示LILRB1共表达基因(如CXCL13)显著富集于趋化因子信号通路、细胞因子-细胞因子受体相互作用等通路,GO分析涉及适应性免疫反应、白细胞活化调控等生物学过程,ssGSEA验证LILRB1高表达组在上述通路活性更高,表明LILRB1通过调控多信号通路参与HNSCC进展。
3.3 LILRB1 Is Positively Associated With Immune Effector Cell Infiltration in HNSCC
TIMER与CAMOIP数据库分析表明,LILRB1拷贝数变异(CNV)与CD8+T细胞、M1巨噬细胞等效应细胞浸润正相关,且与MHC分子高表达、抑制细胞低表达相关;CIBERSORT分析显示LILRB1高表达组富集活化CD4+记忆T细胞、滤泡辅助T细胞等,提示LILRB1同时关联免疫激活与部分抑制细胞,具有双重作用。
3.4 Prognostic Effect of LILRB1 Depends on Immune Effector Cell Infiltration in HNSCC
KM Plotter分析发现,LILRB1的预后效应依赖于CD8+T细胞丰度,尤其在低新抗原负荷患者中,LILRB1高表达预示更好OS;而NK细胞、巨噬细胞浸润未显著调节其预后价值,明确CD8+T细胞是LILRB1发挥保护作用的关键介质。
3.5 High LILRB1 Expression Harbors a High Immune Score in HNSCC and Predicts Favorable Responses to Immunotherapy
CAMOIP分析显示LILRB1高表达组基质分数、IFN-γ响应等免疫评分指标更高,且富集于TGF-β主导的免疫亚型;免疫治疗队列中,应答者LILRB1表达更高,且高表达患者OS更长,ROC曲线提示其预测价值(AUC=0.833),同时LILRB1与PD-L1(CD274)、PD-1(PDCD1)表达正相关,表明其可作为免疫治疗疗效预测标志物。
3.6 LILRB1 Regulates the Interaction Between Macrophage and Cancer Cells Through SPP1-CD44 Axis
单细胞数据分析显示LILRB1主要表达于SPP1-ACP5+巨噬细胞和AREG+巨噬细胞,其中SPP1-ACP5+巨噬细胞中LILRB1高表达与癌细胞比例降低趋势相关;配体-受体分析揭示SPP1-CD44轴介导该巨噬细胞亚群与癌细胞互作,且LILRB1高表达组SPP1、ACP5水平更高,证实LILRB1通过该轴调控巨噬细胞-癌细胞通讯。
3.7 Macrophage LILRB1 Regulates CD8+T Cell Abundance Through CXCL13-CXCR5 Axis
差异基因分析发现免疫治疗应答者中CXCL13上调,且其表达与LILRB1正相关;单细胞数据定位CXCL13主要表达于PDCD1+CD8+T细胞,CXCR5位于SLC4A10-MAIT+CD8+T细胞;相关性分析显示LILRB1与CXCL13、CXCR5及CD8A均正相关,且CD44缺陷癌细胞与巨噬细胞共培养后CXCL13分泌受抑,LILRB1过表达巨噬细胞可促进癌细胞CD44、CXCL13表达,阐明LILRB1通过SPP1-CD44轴诱导CXCL13分泌,进而经CXCL13-CXCR5轴招募CXCR5+CD8+T细胞的机制。
研究结论表明,LILRB1在HNSCC组织中高表达,其预后价值受性别、TMB和新抗原负荷调控,尤其对男性高TMB患者具有良好预测作用。机制上,LILRB1主要通过SPP1-ACP5+巨噬细胞发挥双重调控作用:一方面通过SPP1-CD44轴减少癌细胞比例,另一方面通过诱导CXCL13分泌,经CXCL13-CXCR5轴促进CD8+T细胞富集与活化,最终塑造有利于免疫治疗的TME。该研究首次系统揭示LILRB1在HNSCC免疫微环境中的调控网络,为克服现有ICB疗法低响应率提供了新型生物标志物(LILRB1)和潜在联合治疗靶点(SPP1-CD44/CXCL13-CXCR5轴)。尽管存在样本量限制及LILRB1在免疫细胞与肿瘤细胞中功能差异待阐明等问题,但其发现为HNSCC的精准免疫治疗策略开发奠定了重要基础,也为其他实体瘤中LILRB家族成员的机制研究提供了范式参考。