肝细胞癌（HCC）是导致癌症相关死亡的主要原因之一，全球疾病负担极为沉重。度伐利尤单抗联合曲麦利尤单抗的STRIDE方案已成为晚期或不可切除HCC的标准一线治疗选择。然而，该疗法的效果存在个体差异，其背后的免疫学机制及响应生物标志物尚不完全清楚。一项发表于Gut的II期临床研究通过一项II期临床试验，对接受曲麦利尤单抗联合度伐利尤单抗治疗的HCC患者的肿瘤组织及外周血样本，进行了深入的多组学分析，旨在阐明治疗应答与耐药的关键免疫相关因素，并为识别潜在的生物标志物提供依据。【肿瘤资讯】特整理研究内容，以飨读者。
研究背景
肝细胞癌（HCC）是全球范围内极具挑战性的恶性肿瘤，多数患者在确诊时已属晚期，失去了手术机会。据美国癌症协会2026年最新统计，美国预计新发肝及肝内胆管癌42,340例，死亡30,980例，5年相对生存率仅为22%。全球范围内，HCC发病率持续上升，预计到2040年全球肝癌新发病例将增至140万例，死亡病例将达到130万例。值得注意的是，近年来HCC的流行病学特征正发生从病毒性肝炎相关肝癌向非病毒性肝病相关肝癌转变，包括酒精相关性肝病和代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD），这一转变对肝癌的预防、监测和治疗策略产生了深远影响。
III期HIMALAYA研究结果证实，STRIDE方案相较于传统靶向药物索拉非尼，能够显著改善患者的总生存期（OS；HR=0.78，P=0.0035）。深入理解免疫治疗在患者体内的作用机制，特别是区分不同治疗反应人群的关键免疫学特征，对于进一步优化治疗策略、精准筛选优势获益人群至关重要。
当前的研究多集中于单一层面的生物标志物探索，而对肿瘤免疫微环境（TME）的复杂细胞互作网络，尤其是在空间维度上的变化，认知仍然有限。本研究旨在通过采用包括单细胞测序、空间蛋白质组学在内的多组学技术，对患者治疗前后的免疫状态进行全面、动态的分析，重点探究肿瘤微环境中细胞的空间分布、功能状态及其相互作用如何影响治疗结局。
研究设计与方法
研究设计与患者
该研究分析的数据来源于一项II期临床试验（NCT02821754），纳入了两个相似方案的患者队列，一个来自美国国家癌症研究所（NCI），另一个来自爱尔兰的Mater Misericordiae大学医院。共纳入28例经病理学确诊的HCC患者，患者年龄至少为18岁。患者接受了度伐利尤单抗联合曲麦利尤单抗治疗。研究团队收集了患者在治疗前（基线）及治疗过程中的肿瘤活检组织和外周血样本用于分析。
根据治疗反应，患者被分为应答者（R组，无进展生存期PFS≥6个月）与非应答者（NR组，PFS<6个月），其中NCI队列包含13例应答者和15例非应答者。
多组学分析方案
研究采用了全面的多组学技术平台对样本进行分析：
（1）基因组学与转录组学：对肿瘤活检样本进行全外显子测序（WES）和批量RNA测序（bulk RNA-seq）。
（2）单细胞RNA测序（scRNA-seq）：对17例患者的23份肿瘤活检组织进行单细胞测序，以解析TME中各类细胞的组成和基因表达特征。
（3）空间蛋白质组学（CODEX）：应用自行开发的包含37个标志物的抗体组合，对16例患者的20份福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）肿瘤样本进行高分辨率成像分析，以揭示不同免疫细胞在肿瘤组织中的空间位置关系和细胞邻里（Cellular Neighborhoods, CN）结构。
（4）外周血分析：通过多色流式细胞术分析外周血单个核细胞（PBMC）的免疫细胞亚群变化，并使用多重细胞因子/趋化因子panel检测血清中相关蛋白水平。
（5）临床前模型验证：在小鼠HCC模型中，使用抗PD-L1和抗CTLA-4抗体联合治疗，以验证临床样本分析中的关键发现。
研究结果
临床结局与肿瘤微环境的总体免疫特征
在NCI队列中，患者的中位OS为19.2个月，中位PFS为5.2个月。对肿瘤组织的转录组学分析显示，无论应答与否，治疗后肿瘤内的炎症通路，特别是干扰素（IFN）α和γ信号通路均被激活。然而，这种激活效应在应答者（R组）中更为强。此外，基因集变异分析（GSVA）表明，应答者的肿瘤组织在治疗后表现出更强的抗原呈递相关基因特征，而非应答者（NR组）则表现出TGF-β晚期反应相关基因特征的增强。
调节性T细胞（Treg）在耐药微环境中的空间富集与相互作用
CODEX分析结果显示，应答者与非应答者在免疫细胞浸润的空间分布模式上存在根本差异：
非应答者的Treg富集：在非应答者的肿瘤组织中，观察到大量的Treg富集在由多种免疫细胞构成的“肿瘤-免疫混合”细胞邻里（CN2）和“淋巴细胞富集”细胞邻里（CN9）中。这些Treg高表达ICOS和PD-1等标志物。
增强的Treg-CD8+ T细胞相互作用：单细胞通讯分析证实，在非应答者的肿瘤组织中，Treg与CD8+ T细胞之间的相互作用增强。物理距离分析也显示，非应答者肿瘤内的CD8+ T细胞与最近的Treg之间的距离缩短。这些证据共同指向Treg在空间上邻近并可能主动抑制了CD8+ T细胞的抗肿瘤功能。
应答者的效应T细胞激活：与此相反，在应答者的肿瘤组织中，发挥抗肿瘤作用的PD1+CD8+ T细胞在“淋巴细胞富集”邻里（CN9）中增多，并且这些细胞的ICOS和PD-1表达水平更高，提示其处于激活状态。
外周血与临床前模型的多维度验证
外周血的免疫监测结果与肿瘤组织的发现相互印证。分析显示，应答者在外周血中表现为经典单核细胞的增加，而非应答者则以外周血Treg的增加为特征。
临床前小鼠模型进一步验证了Treg在耐药中的关键作用。在接受抗PD-L1/CTLA-4联合治疗后，出现疾病进展的小鼠肿瘤中同样观察到了Treg的富集，且其CD8+ T细胞与Treg的空间距离更近。
多组学特征整合分析
研究整合了来自临床信息、基因组、转录组、空间蛋白组和外周血分析的860个特征，进行单患者计算分析。结果显示，一个由Treg相关特征主导的“免疫抑制特征集”在非应答者中富集，无论是在治疗前还是治疗后，该特征集都能有效地区分应答者与非应答者。
研究的局限性
研究存在以下几项局限性，可能会影响对数据的解释：
1、给药方案与标准治疗（SoC）的差异：人类免疫相关性数据并非来自于目前被批准为标准治疗（SoC）的STRIDE方案队列。虽然论文中描述的第二个爱尔兰队列采用了STRIDE方案并展现出相似的临床疗效，但未在该队列中开展免疫相关性分析。
2、样本量有限且缺乏验证队列：研究纳入的患者数量和临床样本量较小（样本量 n=28）。此外，队列中有半数患者（n=14）接受了局部干预治疗（如TACE或消融），且研究未能在一个独立验证队列中对筛选出的个别生物标志物结果进行验证。
3、穿刺及外周血样本配对受限：由于技术原因未能获取所有患者的活检组织，且部分血液样本不足以支持二次免疫表型分析，从而限制了跨时间点的配对样本数量。
4、试验启动时间早于标准方案确立：这项临床试验的设计与启动早于STRIDE方案的正式确立。因此，未来有必要在大规模队列中进一步开展联合局部治疗与STRIDE方案的临床试验，以深入验证相关机制。
小结
该研究通过多组学分析，为理解度伐利尤单抗联合曲麦利尤单抗治疗HCC的免疫应答机制提供了深刻的见解。研究表明，Treg在肿瘤微环境中的空间分布及其与CD8+ T细胞的相互作用，是决定治疗成败的关键因素。在非应答者中，Treg不仅数量增加，更关键的是它们“战略性”地分布在免疫细胞高度聚集的区域，通过近距离接触抑制了效应T细胞的功能，从而构筑了免疫耐药的微环境。这一发现提示，基线或治疗后肿瘤组织中Treg在特定免疫邻里中的富集程度，可能成为预测STRIDE方案疗效的强效生物标志物。未来的研究需要在更大规模的队列中验证这些发现，以期为指导临床实践提供方向。
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审批编号：CN-190895 有效期2027/8/28
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