KPC小鼠助力揭示CD276/B7-H3驅(qū)動(dòng)胰腺癌基底樣轉(zhuǎn)化與化療耐藥新機(jī)制

2026年2月17日，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院上海市免疫學(xué)研究所葉幼瓊團(tuán)隊(duì)、蘇冰團(tuán)隊(duì)與上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院鄒多武團(tuán)隊(duì)在Gastroenterology（IF=25.9）發(fā)表研究成果，題為“Single-Cell Analysis of Chemotherapy-induced Remodeling Reveals CD276-driven Basal-like Chemoresistance in Pancreatic Cancer”。研究發(fā)現(xiàn)，化療壓力下腫瘤細(xì)胞可由中間狀態(tài)向耐藥性的基底樣表型轉(zhuǎn)化，并與SPP1⁺巨噬細(xì)胞及耗竭CD8⁺ T細(xì)胞共同構(gòu)建免疫抑制性耐藥生態(tài)位。機(jī)制上，免疫檢查點(diǎn)分子CD276/B7-H3在其中發(fā)揮雙重調(diào)控作用，既驅(qū)動(dòng)基底樣轉(zhuǎn)化，又強(qiáng)化免疫抑制信號(hào)，為化療聯(lián)合抗CD276/B7-H3精準(zhǔn)干預(yù)策略提供了關(guān)鍵理論依據(jù)和潛在靶點(diǎn)。

南模生物為該研究提供了KPC小鼠模型。

胰腺導(dǎo)管腺癌（pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC）是一種高度惡性的消化系統(tǒng)腫瘤，多數(shù)患者確診時(shí)已屬晚期。當(dāng)前，白蛋白紫杉醇聯(lián)合吉西他濱化療（AG方案）是標(biāo)準(zhǔn)的一線治療方案之一，但總體療效有限，生存獲益不顯著。其療效受限的原因部分歸因于腫瘤微環(huán)境，但治療期間細(xì)胞和分子水平的變化仍知之甚少，研究這些變化有助于識(shí)別預(yù)測(cè)性生物標(biāo)志物并改進(jìn)治療策略。

腫瘤微環(huán)境由惡性細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞和免疫細(xì)胞組成，調(diào)控腫瘤進(jìn)展和治療應(yīng)答。PDAC主要存在“經(jīng)典型”和“基底樣”兩種腫瘤細(xì)胞亞型。經(jīng)典型分化程度較高，對(duì)化療相對(duì)敏感；基底樣分化差、侵襲性強(qiáng)，且具有顯著耐藥特征。然而，化療如何重塑腫瘤微環(huán)境并驅(qū)動(dòng)亞型轉(zhuǎn)換仍不清楚。

為明確這些問題，研究人員進(jìn)行了以下研究：

1 化療動(dòng)態(tài)重塑人胰腺導(dǎo)管腺癌的腫瘤微環(huán)境
為探究化療對(duì)胰腺導(dǎo)管腺癌（PDAC）患者腫瘤微環(huán)境的影響，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)28例接受AG方案化療的不可切除胰腺導(dǎo)管腺癌患者，收集了治療前后的配對(duì)腫瘤活檢樣本和外周血單個(gè)核細(xì)胞，并進(jìn)行單細(xì)胞RNA測(cè)序及TCR/BCR測(cè)序（圖1A）。結(jié)果顯示，39.3%的患者達(dá)到部分緩解，46.4%的患者出現(xiàn)疾病進(jìn)展（圖1B-D）。通過對(duì)120,353個(gè)細(xì)胞進(jìn)行聚類分析，研究團(tuán)隊(duì)鑒定了上皮細(xì)胞、免疫細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞等主要細(xì)胞類型（圖1E-G）。結(jié)果顯示，緩解者化療后腫瘤組織中惡性細(xì)胞和巨噬細(xì)胞比例顯著下降，經(jīng)典樹突狀細(xì)胞比例增加；而非緩解者中上述細(xì)胞類型變化不大，但T/NK細(xì)胞比例顯著下降，中性粒細(xì)胞比例增加（圖1H-J）。以上結(jié)果表明，緩解者和非緩解者化療后腫瘤微環(huán)境重塑模式存在顯著差異。

為進(jìn)一步探究化療對(duì)外周免疫細(xì)胞的影響，研究團(tuán)隊(duì)分析了174,141個(gè)外周血單個(gè)核細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)緩解者和非緩解者化療后外周血中增殖T細(xì)胞比例均顯著增加（圖1K-M），提示化療可廣泛激活外周T細(xì)胞。以上結(jié)果表明，化療不僅重塑腫瘤局部微環(huán)境，也影響外周免疫細(xì)胞動(dòng)態(tài)，且其重塑模式與患者臨床反應(yīng)密切相關(guān)。
 

圖1. PDAC化療配對(duì)活檢中TME重塑的特征分析

2 與化療療效相關(guān)的惡性細(xì)胞轉(zhuǎn)化
為進(jìn)一步探究化療過程中胰腺導(dǎo)管腺癌惡性細(xì)胞狀態(tài)的動(dòng)態(tài)變化及其與療效的關(guān)系，研究團(tuán)隊(duì)基于拷貝數(shù)變異分析鑒定了惡性細(xì)胞，并通過特征基因?qū)⑵浞譃榱鶄�(gè)亞群：三個(gè)經(jīng)典型亞群（FABP1⁺、SPINK4⁺、GPX2⁺）、一個(gè)基底樣亞群（SNCG⁺）、一個(gè)增殖亞群和一個(gè)同時(shí)表達(dá)經(jīng)典型和基底樣特征、具有中間共表達(dá)狀態(tài)的過渡亞群（LMO7⁺）（圖2A-C）。多重免疫熒光染色驗(yàn)證了經(jīng)典型（TFF1⁺）和基底樣（S100A2⁺）惡性細(xì)胞的存在（圖2D）。

RNA velocity分析顯示，LMO7⁺ 中間態(tài)惡性細(xì)胞可向SNCG⁺ 基底樣或GPX2⁺ 經(jīng)典型兩個(gè)方向分化（圖2E）�；�于十個(gè)獨(dú)立胰腺導(dǎo)管腺癌隊(duì)列的預(yù)后分析表明，SNCG⁺ 基底樣特征與不良預(yù)后相關(guān)，而GPX2⁺ 經(jīng)典型特征與良好預(yù)后相關(guān)（圖2F）。化療前，緩解者中GPX2⁺ 經(jīng)典型惡性細(xì)胞比例較高，非緩解者中SNCG⁺  基底樣惡性細(xì)胞比例較高（圖2G）�；�療后，緩解者惡性細(xì)胞總數(shù)降至治療前的28.16%，且殘存細(xì)胞主要向經(jīng)典型狀態(tài)轉(zhuǎn)變；而非緩解者惡性細(xì)胞總數(shù)增至治療前的144.01%，且主要向基底樣狀態(tài)轉(zhuǎn)變（圖2H-I）。

差異基因分析顯示，非緩解者富集糖酵解、KRAS信號(hào)及上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化相關(guān)基因，緩解者則富集干擾素及腫瘤壞死因子信號(hào)相關(guān)基因（圖2J）。值得注意的是，免疫檢查點(diǎn)分子CD276/B7-H3在非緩解者中呈現(xiàn)從LMO7⁺  中間態(tài)向SNCG⁺ 基底樣細(xì)胞轉(zhuǎn)變的表達(dá)模式，提示其可能參與調(diào)控腫瘤細(xì)胞向化療耐藥的基底樣狀態(tài)轉(zhuǎn)化（圖2K）。以上結(jié)果表明，化療重塑了胰腺導(dǎo)管腺癌惡性細(xì)胞狀態(tài)，緩解者傾向于維持或轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)典型，而非緩解者則向基底樣狀態(tài)演進(jìn)，其中CD276可能在這一過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

圖2. 與化療療效相關(guān)的惡性細(xì)胞轉(zhuǎn)化

3 SPP1⁺ 巨噬細(xì)胞與基底樣惡性細(xì)胞的軸促進(jìn)化療耐藥
之前研究發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞比例在化療期間發(fā)生變化（圖1J），為探究其在化療耐藥中的作用，研究團(tuán)隊(duì)鑒定了6種巨噬細(xì)胞亞群，其中SPP1⁺ 腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞富集缺氧、糖酵解和血管生成等促癌特征，與不良預(yù)后相關(guān)；FOLR2⁺ 組織駐留巨噬細(xì)胞則富集抗原呈遞和吞噬功能，與良好預(yù)后相關(guān)（圖3A-C）。正常胰腺組織中FOLR2⁺ 巨噬細(xì)胞占比較高，而胰腺導(dǎo)管腺癌組織中SPP1⁺ 巨噬細(xì)胞顯著增加（圖3D）。

化療后，非緩解者中SPP1⁺ 腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞比例維持高位，而緩解者中FOLR2⁺ 組織駐留巨噬細(xì)胞顯著增加、SPP1⁺ 腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞減少（圖3E）。功能分析顯示，緩解者巨噬細(xì)胞吞噬功能增強(qiáng)，非緩解者則維持高血管生成活性（圖3F-G）。配體-受體分析發(fā)現(xiàn)，SPP1⁺ 腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（促腫瘤）與SNCG⁺ 基底樣惡性細(xì)胞存在更多相互作用，而FOLR2⁺ 組織駐留巨噬細(xì)胞（抗腫瘤）則主要與GPX2⁺ 經(jīng)典型惡性細(xì)胞互作（圖3H），且SPP1⁺ 巨噬細(xì)胞與基底樣惡性細(xì)胞的空間距離顯著小于其與經(jīng)典型惡性細(xì)胞的距離（圖3I-J）。

進(jìn)一步分析顯示，非緩解者中SPP1⁺ 腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞通過MMP9-CDH1、VEGFA-AXL、SPP1-SDC1等配體-受體對(duì)調(diào)控基底樣惡性細(xì)胞中糖酵解、缺氧和增殖相關(guān)基因表達(dá)（圖3K-L）。以上結(jié)果表明，化療重塑了巨噬細(xì)胞與惡性細(xì)胞的互作軸，SPP1⁺ 腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞與基底樣惡性細(xì)胞形成的促腫瘤生態(tài)位促進(jìn)了胰腺導(dǎo)管腺癌化療耐藥。

圖3. 化療期間巨噬細(xì)胞與惡性細(xì)胞的顯著相互作用軸

4 CD8過渡性耗竭T細(xì)胞的積累與化療耐藥相關(guān)
為探究化療過程中CD8⁺ T細(xì)胞動(dòng)態(tài)變化與耐藥的關(guān)系，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)腫瘤浸潤(rùn)C(jī)D8⁺ T細(xì)胞進(jìn)行了亞群鑒定和分化軌跡分析。結(jié)果顯示，CD8⁺ T細(xì)胞主要向兩個(gè)方向分化：效應(yīng)記憶回巢CD8細(xì)胞和終末耗竭T細(xì)胞，其中終末耗竭路徑又可分為兩條分支，分別經(jīng)過GZMK⁺ 過渡性耗竭T細(xì)胞和ZNF683⁺ CXCR6⁺ 組織駐留記憶T細(xì)胞（圖4E-F）。

化療后，非緩解者中GZMK⁺ 過渡性耗竭T細(xì)胞、組織駐留記憶T細(xì)胞和終末耗竭T細(xì)胞均顯著增加，而緩解者中上述亞群略有減少（圖4D）。沿分化軌跡分析顯示，非緩解者CD8⁺ T細(xì)胞向耗竭方向積累，耗竭評(píng)分顯著升高；緩解者則表現(xiàn)為化療后耗竭水平下降、細(xì)胞毒性增強(qiáng)（圖4H-I）。

通過TCR追蹤C(jī)D8⁺ T細(xì)胞來(lái)源發(fā)現(xiàn)，效應(yīng)記憶回巢CD8細(xì)胞中高度擴(kuò)增克隆比例最高（圖4J）�；�療后，緩解者中出現(xiàn)更多新TCR克隆，且這些新克隆主要由細(xì)胞毒性效應(yīng)記憶回巢CD8細(xì)胞構(gòu)成，而非緩解者中新克隆比例較低（圖4K）。以上結(jié)果表明，化療重塑了CD8⁺ T細(xì)胞分化方向，緩解者傾向于產(chǎn)生新的細(xì)胞毒性克隆，而非緩解者則向耗竭狀態(tài)積累，其中GZMK⁺ 過渡性耗竭T細(xì)胞可能是潛在的治療干預(yù)靶點(diǎn)。

圖4. 與化療耐藥相關(guān)的CD8耗竭T細(xì)胞積聚

5 檢查點(diǎn)CD276/B7-H3在基底樣惡性細(xì)胞-耗竭T細(xì)胞-SPP1⁺ TAM生態(tài)位中富集
為探究化療耐藥相關(guān)的核心調(diào)控因子，研究團(tuán)隊(duì)整合分析了腫瘤微環(huán)境中各細(xì)胞群的治療動(dòng)態(tài)指數(shù)（圖5A）和與療效的相關(guān)性（圖5B），發(fā)現(xiàn)耗竭T細(xì)胞及SPP1⁺ 腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞在非緩解者治療后顯著富集，且與不良預(yù)后相關(guān)�？臻g轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析顯示，SNCG⁺ 基底樣惡性細(xì)胞與耗竭T細(xì)胞及SPP1⁺ 巨噬細(xì)胞在空間上高度共定位（圖5C），多重免疫熒光染色進(jìn)一步證實(shí)基底樣惡性細(xì)胞與耗竭T細(xì)胞（PD1⁺）及組織駐留記憶T細(xì)胞（CD103⁺）的距離顯著小于其與其他CD8⁺ T細(xì)胞的距離（圖5D-E）。原位測(cè)序和Visium HD空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)同樣驗(yàn)證了基底樣惡性細(xì)胞、耗竭T細(xì)胞與SPP1⁺ TAMs三者構(gòu)成的化療耐藥生態(tài)位（圖5F-G）。

在上述生態(tài)位中，CD276/B7-H3的表達(dá)模式尤為突出。單細(xì)胞數(shù)據(jù)顯示，CD276在基底樣及中間態(tài)惡性細(xì)胞中高表達(dá)，尤其在非緩解者中表達(dá)水平更高，且化療后進(jìn)一步升高，與其促進(jìn)基底樣轉(zhuǎn)化的功能一致（圖5H）�？臻g轉(zhuǎn)錄組學(xué)和多重免疫熒光染色證實(shí)，CD276表達(dá)與基底樣惡性細(xì)胞（S100A2⁺）高度重疊，而與經(jīng)典型惡性細(xì)胞（TFF1⁺）共定位較少（圖5I-L）。在10個(gè)獨(dú)立胰腺導(dǎo)管腺癌轉(zhuǎn)錄組隊(duì)列中，CD276高表達(dá)與基底樣狀態(tài)、血管生成及T細(xì)胞耗竭特征顯著相關(guān)（圖5M）。蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)同樣顯示，B7-H3蛋白在基底樣亞型中顯著富集，并與血管生成評(píng)分和耗竭評(píng)分正相關(guān)（圖5N-O），且其高表達(dá)與患者不良預(yù)后相關(guān)。以上結(jié)果表明，CD276/B7-H3在基底樣惡性細(xì)胞-耗竭T細(xì)胞-SPP1⁺ 腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞構(gòu)成的化療耐藥生態(tài)位中富集，是驅(qū)動(dòng)胰腺導(dǎo)管腺癌化療耐藥的關(guān)鍵分子。

圖5. CD276/B7-H3在基底樣惡性細(xì)胞-Tex-SPP1⁺ 腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞相互作用微環(huán)境中的富集

圖6. 靶向治療 PDAC 中CD276/B7-H3逆轉(zhuǎn)化療耐藥性

7 CD276/B7-H3促進(jìn)基底樣腫瘤狀態(tài)并維持免疫抑制性腫瘤微環(huán)境
為探究CD276/B7-H3驅(qū)動(dòng)化療耐藥的機(jī)制，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組分析。結(jié)果顯示，在SW1990-R細(xì)胞中敲低CD276后，下調(diào)基因富集于糖酵解和細(xì)胞周期等基底樣相關(guān)通路，上調(diào)基因富集于膽固醇代謝和凋亡調(diào)節(jié)等經(jīng)典型相關(guān)通路（圖7A）。基因集富集分析證實(shí)，CD276敲低使惡性細(xì)胞從基底樣向經(jīng)典型狀態(tài)轉(zhuǎn)變（圖7B）。qPCR驗(yàn)證顯示，CD276敲除后基底樣標(biāo)記物（KRT17、SNCG）表達(dá)下降，經(jīng)典型標(biāo)記物（TFF1、MUC13）表達(dá)上升（圖7C-E）。

在KPC小鼠模型中，抗B7-H3單抗治療減少了腫瘤中惡性細(xì)胞和基底樣細(xì)胞比例（圖7F-H），提高了經(jīng)典型評(píng)分，降低了基底樣評(píng)分及上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化/細(xì)胞外基質(zhì)特征（圖7I）。對(duì)腫瘤微環(huán)境分析顯示，抗B7-H3治療上調(diào)了腫瘤和巨噬細(xì)胞中的人類白細(xì)胞抗原及干擾素信號(hào)通路，促進(jìn)免疫活化（圖7J）。CD276敲除的腫瘤細(xì)胞與CD8⁺ T細(xì)胞共培養(yǎng)后，T細(xì)胞殺傷能力增強(qiáng)（圖7K-L），顆粒酶B陽(yáng)性CD8⁺ T細(xì)胞比例升高（圖7M）。多重免疫熒光染色顯示，抗B7-H3聯(lián)合化療組中KPC小鼠腫瘤浸潤(rùn)C(jī)D8⁺ T細(xì)胞的顆粒酶B染色顯著增強(qiáng)（圖7N-O）。以上結(jié)果表明，CD276/B7-H3通過雙重機(jī)制驅(qū)動(dòng)化療耐藥：一方面促進(jìn)惡性細(xì)胞向基底樣狀態(tài)轉(zhuǎn)化，另一方面維持免疫抑制微環(huán)境。
 

圖7. CD276/B7-H3驅(qū)動(dòng) PDAC 中基底樣惡性狀態(tài)的形成

綜上所述，本研究通過單細(xì)胞與空間多組學(xué)技術(shù)，系統(tǒng)揭示了PDAC在化療過程中的細(xì)胞狀態(tài)轉(zhuǎn)換與TME動(dòng)態(tài)重塑機(jī)制，提出CD276/B7-H3是連接腫瘤可塑性與免疫抑制的關(guān)鍵樞紐分子。該發(fā)現(xiàn)不僅深化了對(duì)PDAC化療耐藥機(jī)制的理解，也為“化療聯(lián)合靶向CD276/B7-H3”的精準(zhǔn)治療策略提供了重要理論基礎(chǔ)與實(shí)驗(yàn)支持，具有顯著的臨床轉(zhuǎn)化潛力。
 

圖8. 研究模式圖

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