结直肠癌肺转移灶及对应原发肿瘤中髓系细胞模式与免疫抑制酶（IDO，ARG1）表达的定量分析

为何机体自身的防御有时会“帮助”肺部肿瘤

当结直肠癌转移到肺部时，医生希望识别出哪些患者最可能从切除这些肺内病灶的手术中获益。本研究深入观察这些肺部肿瘤中的免疫细胞，提出了一个令人困惑的问题：某些通常会削弱抗癌反应的免疫细胞，为什么在一些情况下与更好的生存相关，而在另一些情况下却预示更差的结局？

两种抑制免疫系统的酶

研究人员将注意力集中在两种抑制免疫的酶——IDO 和 ARG1 上。这些分子由某些白细胞产生，有时也由癌细胞自身表达。它们通过分解 T 细胞（免疫系统的前线战士）生长和功能所需的氨基酸来发挥作用。因此，IDO 和 ARG1 常被视为肿瘤的“帮凶”，并且有新的药物正在被测试以抑制它们。然而，以前对肠道原发结直肠肿瘤的研究发现了一个意外：这些酶表达较高有时反而与更好的生存相关。本研究考察在癌症转移到肺部后这种关系是否仍然成立。

放大观察肺转移灶中的细胞

研究团队分析了来自 53 名结直肠癌患者的 91 例肺转移灶，并与这些患者的原发肠道肿瘤进行比较。通过高度多重染色和机器学习图像分析，他们能够识别不同类型的髓系细胞（髓系细胞家族包括单核细胞和粒细胞）、这些细胞的“成熟度”，以及它们是否携带 IDO 或 ARG1。他们对每个肿瘤的外围（肿瘤与正常肺组织接触的侵袭边缘）和更深的肿瘤中心都进行了取样。这使他们能够绘制出详细的地图，显示特定位置的哪些细胞与患者在肺部手术后的生存时间相关。

肿瘤中心的好消息，边缘的警示

结果显示位置很重要。在肺转移灶的中心，携带 IDO 的单核细胞数量较多与明确更好的五年生存率相关，即使在校正了年龄、治疗和 T 细胞存在等因素后仍然如此。这些有益细胞往往表现出更“成熟”的特征并表达另一种表面标志 FCGR3，提示它们可能更擅长向免疫系统呈递肿瘤抗原，从而有助于控制癌症。相比之下，在侵袭边缘，单核细胞总体增多，特别是那些缺乏 IDO 或携带 IDO 但尚未成熟的单核细胞，则与较短的生存期相关。某些在肿瘤中心及其周围表达 ARG1 的粒细胞也预示更差的结局，尤其是在术前未接受化疗的患者中更为显著。

肺部转移瘤与肠道原发瘤的不同免疫格局

将肺转移灶与原发肠道肿瘤比较时，出现了重要差异。肺肿瘤的边缘含有更多的髓系细胞，显示出更高的 IDO 和 ARG1 水平，并且具有更多表达 FCGR3 的细胞，提示一种更强烈受塑造的免疫环境。携带 IDO 的单核细胞比未表达 IDO 的同类更靠近癌细胞，而不表达 ARG1 的粒细胞比表达 ARG1 的粒细胞更聚集于靠近肿瘤的区域，暗示这些细胞类型与癌细胞相互作用的方式不同。值得注意的是，以前在肠道原发肿瘤中预测良好结局的模式并未简单地延续到肺转移灶，强调了癌症扩散后免疫“规则”会发生改变。

这对未来治疗意味着什么

对患者和临床医生而言，这些发现表明并非所有的 IDO 或 ARG1 活性都相同。肺转移灶中心的携带 IDO 的单核细胞可能反映出一种有力且有组织的免疫反应，有助于延长患者存活。然而在肿瘤生长的边缘，未成熟的 IDO 阳性单核细胞和某些 ARG1 阳性粒细胞则似乎表明一种强烈的免疫抑制环境，有利于癌症进展。理解这些空间上不同的模式有助于更精确地筛选哪些患者可能受益于针对这些酶的药物，并指导组合疗法的设计，使其考虑免疫抑制发生的具体位置及细胞类型。

引用: Karjula, T., Elomaa, H., Väyrynen, S.A. et al. Quantitative analysis of myeloid cell patterns and immunosuppressive enzyme (IDO, ARG1) expression in colorectal cancer pulmonary metastases and corresponding primary tumours. Sci Rep 16, 11770 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42097-8

关键词: 结直肠癌转移, 肿瘤免疫微环境, 髓系细胞, 吲哚胺-2,3-双加氧酶, 精氨酸酶-1