细胞外基质胶原重塑预测错配修复缺陷型子宫内膜癌对免疫检查点阻断的耐药性

Extracellular matrix collagen remodeling predicts resistance to immune checkpoint blockade in mismatch repair-deficient endometrial cancer

作者信息Juan Francisco Grau Bejar, Qinghe Zeng, Vaky Abdelsayed, Elisa Yaniz Galende, Catherine Genestie, Martin Mehnert, Antoine A Lachaud, Yuehan Feng, Audrey Le Formal, Elodie Edmond, Gaël Latour, Jakob Nikolas Kather, Etienne Rouleau, Marie-Claire Schanne-Klein, Carole Aimé, Alexandra Leary
PMID42914563
发布时间2026-10-22
DOI10.1136/jitc-2026-016463

实验完整度

中

单队列(38例)多重蛋白质组质谱、Masson三色及pSHG空间成像验证,并构建内部交叉验证预测模型,缺乏独立队列外部验证。

主要模型

晚期或复发MMRd EC患者肿瘤FFPE标本队列(38例) 患者来源肿瘤组织切片(Masson三色染色与pSHG成像)

重点核对

ICI应答定义:CR/PR或SD≥12个月为ICI-R;PD或SD<12个月为ICI-NR(RECIST V.1.1) 蛋白质组差异阈值:q<0.01且|log2 fold change|>0.58 Masson三色胶原密度:肿瘤内ROI胶原阳性面积百分比,排除浸润边缘及邻近非肿瘤组织 pSHG胶原圆方差:肿瘤中心与外周ROI,入射偏振角0°–170°每10°一步共18幅图像,R²>0.7像素纳入 预测模型内部验证:33例可评估(24 ICI-R/9 ICI-NR),1,000次bootstrap重采样

摘要

背景:免疫检查点抑制剂(ICIs)已经彻底改变了错配修复缺陷型子宫内膜癌(MMRd EC)的治疗格局。然而,相当一部分患者无法获得持久的临床获益。这种显著的患者间异质性凸显了在MMRd状态之外寻找机制性预测生物标志物以指导临床决策的迫切需求。方法:我们对一个晚期或复发MMRd EC队列的肿瘤标本进行了多重蛋白质组质谱分析,该队列分为ICI应答者(ICI-R)和无应答者(ICI-NR)。蛋白质组学特征通过全切片Masson三色染色数字成像和偏振分辨二次谐波产生显微镜进行了空间和结构验证。构建机器学习算法以整合细胞外基质(ECM)结构指标与免疫参数,建立ICI耐药的多参数预测模型。结果:ECM重塑成为表征ICI耐药的主要蛋白质组学程序。定量空间成像显示,肿瘤内胶原密度增加和外周纤维紊乱与CD8+ T细胞浸润受损及免疫治疗失败显著相关。将胶原结构指标与免疫参数整合得到的预测评分在我们的队列中显示出对ICI-R和ICI-NR的良好区分能力,为未来在独立队列中的验证提供了框架。结论:我们的发现提示ECM重塑是MMRd EC中免疫排斥和ICI耐药的关键决定因素。这些发现支持开发基于胶原的空间生物标志物和靶向基质的策略,尽管该预测评分的临床效用需要在更大、独立的队列中进一步验证。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
在MMRd EC中,除MMRd状态外,哪些肿瘤微环境特征导致免疫排斥和ICI耐药,能否据此构建预测ICI耐药的生物标志物评分。
核心机制
肿瘤相关ECM胶原重塑(肿瘤内胶原密度增高及肿瘤外周胶原纤维紊乱)与上皮内CD8+ T细胞浸润减少相关,提示其参与免疫排斥和ICI耐药。
主要证据
对23例治疗前MMRd EC标本的多重蛋白质组质谱显示ICI-NR富集ECM重塑特征(72个差异蛋白,ECM组织通路NES=−2.66);Masson三色(n=37)显示ICI-NR肿瘤内胶原密度及胶原/肿瘤比显著升高(p=0.02);pSHG显示ICI-NR肿瘤外周胶原圆方差显著升高(中位0.77 vs 0.48,p=0.009)且与CD3+CD8+ T细胞密度负相关;整合胶原与免疫参数的多参数评分内部验证乐观校正AUC达0.90。
研究意义
提示ECM重塑是MMRd EC免疫排斥和ICI耐药的关键决定因素,支持开发基于胶原的空间生物标志物及基质靶向联合策略,但预测评分需在更大独立队列中验证。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

发现性蛋白质组分析

无偏筛选ICI-NR与ICI-R之间差异表达的蛋白和富集通路。

对23例治疗前MMRd EC FFPE标本(15 ICI-R、8 ICI-NR)连续5 µm切片行宏切割富集肿瘤细胞,经FFPE处理、胰酶消化和C18肽段纯化后进行LC-MS/MS(DIA-HRM),Spectronaut directDIA+分析。

2

胶原密度空间验证

验证ICI-NR肿瘤内胶原沉积是否增加及其与T细胞浸润的关系。

对治疗前肿瘤FFPE切片行Masson三色染色,全切片扫描后QuPath定量肿瘤内胶原密度及胶原/肿瘤比,并与CD3/CD8免疫荧光T细胞密度作相关性分析。

3

胶原纤维空间组织分析

评估肿瘤中心与外周胶原纤维取向紊乱程度及其与T细胞浸润的关联。

对ICI-R与ICI-NR标本肿瘤中心和外周行pSHG成像,计算圆方差作为胶原组织量化指标;并以OrientationJ算法从SHG图像提取纤维取向指标作为可扩展替代。

4

多参数预测模型构建与内部验证

整合ECM胶原结构指标与免疫参数,构建并内部验证预测ICI耐药的评分。

以正则化逻辑回归(弹性网)从11个定量变量中筛选特征,构建免疫-only及含前四位预测因子的简化评分(Score 1–3),用ridge回归拟合并行1,000次bootstrap内部验证,推导标准化评分公式。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Naica Geode微滴数字PCR系统Stilla--
XTHSv2捕获探针Agilent--
NextSeq550测序仪Illumina--
VENTANA BenchMark特殊染色自动平台----
Olympus vs120全切片扫描仪Olympus--
MaiTai DeepSee Ti:Sapphire激光器Spectra-Physics--
20×/1.0 NA水浸物镜Zeiss--
电动XY位移台Thorlabs--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
队列与应答定义
ICI-R为CR/PR或SD≥12个月,ICI-NR为PD或SD<12个月;所有样本采集于ICI启动前;排除化疗-免疫联合治疗患者。
阅读提示:Methods 'Case selection and clinicopathological data collection'及Results 'Study population'与Table 1。
发现性蛋白质组分析
样本量(23例:15 ICI-R、8 ICI-NR);4张连续5 µm FFPE切片宏切割;肽段与蛋白FDR 1%;差异阈值q<0.01且|log2 fold change|>0.58。
阅读提示:Methods 'Proteomic analysis'小节。
Masson三色胶原定量
3 µm FFPE切片;ROI为整个肿瘤内区域并排除浸润边缘;颜色反卷积优化及高斯平滑σ=1强度阈值分割;胶原/肿瘤比计算方式。
阅读提示:Methods 'Masson’s Trichrome staining and analysis'小节及Figure 2图注。
pSHG成像与圆方差计算
ROI选取(肿瘤中心及外周,外周距肿瘤细胞前沿≤1 mm);18幅偏振图像0°–170°;R²>0.7过滤;圆方差定义(0为完全排列,1为随机取向)。
阅读提示:Methods 'pSHG image acquisition and instrumentation'、'ROI selection'、'pSHG processing'及'Quantitative metrics'小节。
多参数预测模型
训练集33例;11个变量;交叉验证折数与α范围;Youden阈值;1,000次bootstrap;Score 2与Score 3的具体变量组成;非应答者仅9例,特异性估计为探索性。
阅读提示:Methods 'Multivariate predictive model development'小节、Table 2及online supplemental material。