Nature | Serpins：胰腺癌编织纤维蛋白免疫抑制生态位

撰文|易

胰腺导管腺癌（PDAC）是最致命的恶性肿瘤之一，五年生存率仅约13%。尽管免疫检查点治疗已改变多种肿瘤的治疗格局，PDAC却几乎完全不从抗PD-1治疗获益，其核心在于高度免疫抑制且富含细胞外基质的肿瘤微环境：部分PDAC几乎完全缺乏CD8⁺ T细胞浸润，存在T细胞的病例中T细胞又多为耗竭状态，致密的基质与ECM进一步阻碍T细胞的浸润与杀伤。单细胞与空间转录组研究提示，这些抑制性信号并非均匀分布，而可能由局部肿瘤细胞亚群营造的特定微环境生态位所组织；但究竟是哪些肿瘤基因在空间上主导免疫抑制生态位的构建、免疫抵抗是肿瘤的全局属性还是局部生态位属性，此前并不清楚。

近日，美国西奈山伊坎医学院Brian D. Brown团队在Nature发表题为A serpin-myeloid axis in pancreatic cancer heterogeneity and immune evasion的研究论文，鉴定出肿瘤来源的SERPINE1（编码纤溶酶原激活物抑制物1，PAI1）与SERPINB2（编码PAI2）是PDAC免疫逃逸的空间主导调控因子：二者通过稳定纤维蛋白富集的细胞外基质生态位，滞留并将巨噬细胞极化为免疫抑制状态，同时排斥细胞毒性T细胞；遗传敲除或药理抑制PAI1或其受体CD18均可改善肿瘤控制并与抗PD-1治疗协同。

首先，研究团队采用其自主建立的Perturb-map空间功能基因组学平台，将体内CRISPR敲除与Pro-Code蛋白条形码标记、多重免疫荧光成像结合：先用35种Pro-Code标记KPC细胞建立正位移植瘤的基线克隆追踪，再构建以凝血与纤溶通路基因为靶向的Pro-Code/CRISPR文库（以靶向F8基因的向导RNA作对照），植入免疫健全同系小鼠的胰腺后，在第7、14与21天对肿瘤进行空间成像与克隆重建。结果显示，局部免疫邻域的重塑在疾病早期即已发生，并先于晚期克隆的空间优势，提示肿瘤基因先改造免疫微环境、再据此获得生长领地；在适应性免疫压力下，Serpine1与Serpinb2被鉴定为免疫逃逸的主要调控因子，而无论在KPC细胞的体外生长还是在覆盖46种人PDAC细胞系的DepMap数据库中，二者敲除均不影响细胞内在增殖，说明其促瘤作用完全由微环境介导。

随后，研究团队生成Serpine1或Serpinb2的单基因敲除KPC细胞进行验证：原位移植后肿瘤负荷较对照减少超过50%，流式细胞术显示瘤内CD8⁺ T细胞数量增加逾一倍；单细胞测序显示终末耗竭T细胞在Serpinb2与Serpine1敲除瘤中分别减少3.5倍与1.7倍、CD8效应T细胞相应增多，免疫染色证实GZMB⁺ CD8⁺杀伤性T细胞增加超过4倍。将敲除细胞移植入缺乏T、B细胞的Rag2敲除或进一步缺乏NK细胞的NSG小鼠后，表型反转、肿瘤反而加速生长，证明serpin的促瘤作用完全依赖免疫微环境。机制上，PAI1与PAI2通过抑制uPA与tPA介导的纤溶酶生成、阻止纤维蛋白降解，在肿瘤局部形成纤维蛋白富集的ECM生态位，敲除肿瘤的纤维蛋白与胶原沉积均显著减少。

进一步，团队开发多模态Perturb-map，在同一组织切片上整合Xenium空间转录组与t-CyCIF多重成像，发现serpin缺失的肿瘤细胞下调纤溶、基质重塑、TGFβ信号与髓系趋化程序，并上调促进T细胞扩增与记忆形成的Il7、Il15；纤维蛋白经巨噬细胞表面的αMβ2整联蛋白（CD11b/CD18）结合而滞留巨噬细胞，Serpine1敲除瘤中SPP1⁺/MARCO⁺免疫抑制巨噬细胞大幅减少；体外实验中，在纤维蛋白包被表面培养的骨髓来源巨噬细胞经PDAC条件培养基刺激后ARG1与PD-L1升高而不伴CD86上调，凝血酶抑制剂阿加曲班不能逆转该极化，说明其由纤维蛋白本身而非残余凝血酶活性驱动。

在治疗与转化层面，遗传敲除任一serpin联合抗PD-1使荷瘤小鼠中位生存从24天延长至47天，接近翻倍；口服PAI1抑制剂PAI-039联合抗PD-1在KPC与KC两种PDAC模型中均显著延长生存，而抗PD-1单药无效；在对免疫治疗存在响应人群的肾细胞癌JAVELIN Renal 101队列中，高SERPINE1表达同样预示更差的无进展生存。人体验证显示，在纤维蛋白密集区，巨噬细胞显著更靠近CK19⁺ PAI1⁺或CK19⁺ PAI2⁺肿瘤细胞，该模式在独立的30例PDAC患者队列中得到重现；整合多队列人PDAC单细胞数据发现，SERPINB2⁺与SERPINE1⁺肿瘤细胞为离散亚群（共表达不足20%）并富集于基底样亚型，二者共享包括CCL2、CSF2、TGFB2、THBS1、PTGS2在内的196个上调基因；TCGA与GTEx分析显示两基因在肿瘤中优先表达，汇集8个PDAC队列共1,176例患者的荟萃分析证实高表达者总生存更差。混合移植实验进一步表明，仅占5%的serpin野生型细胞在瘤内扩张至约17%，即可将整体免疫表型拉回免疫抑制状态，且CD8⁺ T细胞的排斥呈局部而显性的模式，局部存在少量serpin阳性细胞即足以压制其所在生态位内的T细胞浸润，解释了罕见serpin阳性亚群如何主导整个肿瘤的免疫抑制景观。

综上所述，本研究将肿瘤内在遗传异质性与空间免疫微环境直接联系起来，证明PDAC的免疫抑制并非肿瘤的均一属性，而是由少量serpin高表达的肿瘤亚群在局部编织纤维蛋白生态位、滞留并驯化巨噬细胞、排斥T细胞所致；据此提出的“serpin、纤维蛋白与巨噬细胞轴”为拆解PDAC免疫抑制微环境提供了可干预的通路，且PAI1抑制剂与CD18抗体均为已有药理工具或临床可及的抗体现成药物，与抗PD-1的协同效应支持其作为免疫治疗增敏策略快速推进临床转化。

https://doi.org/10.1038/s41586-026-11002-8

制版人： 十一

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