Cell Metabolism丨三阴性乳腺癌免疫治疗耐药难题被突破

发表期刊：Cell Metabolism

影响因子：30.9

发表时间：2025年10月7日

研究疾病：三阴性乳腺癌（Triple-Negative Breast Cancer, TNBC）

样本类型：肿瘤组织样本

样本数量：单细胞测序肿瘤组织（27例）；空间转录组肿瘤组织（88例）

样本分组：免疫治疗+化疗组；化疗组；未治疗

应用技术：scRNA-seq，CosMx空间转录组

◎ 文章速览

1.三阴性乳腺癌的单细胞RNA测序和空间组学队列揭示了与疗效相关的代谢交互作用；

2.HEBP2high肿瘤细胞与CCL3+巨噬细胞在空间分布和生物学特性上互斥；

3.HEBP2促进FOXA1的核转位和GSTP1表达，驱动谷氨酰胺竞争；

4.GSTP1抑制剂可增强抗PD-1单抗在三阴性乳腺癌中的疗效。

研究背景

三阴性乳腺癌（TNBC）特征为雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR）及人表皮生长因子受体2（HER-2）均阴性，占乳腺癌约15%，复发率、死亡率高。近年免疫检查点阻断（ICB，如抗PD-1/PD-L1）治疗为TNBC带来突破，但仅少数患者从单药或联合化疗中长期获益，亟待开发联合治疗策略以扩大免疫治疗有效应答人群。肿瘤微环境（TME）中肿瘤细胞与免疫细胞的代谢互作是影响免疫治疗应答的关键：肿瘤细胞可通过竞争营养（如蛋氨酸、谷氨酰胺）抑制免疫细胞功能，其代谢产物（如乳酸）亦可诱导免疫抑制。但因肿瘤与微环境细胞代谢重叠、代谢物作用多样，传统代谢药物治疗窗窄、毒性显著，疗效受限。因此，解析TNBC中代谢互作及分子机制对突破治疗瓶颈至关重要。

研究思路

研究结论

本研究对27例早期TNBC免疫治疗队列样本开展scRNA-seq，鉴定出两群疗效相关核心亚群——HEBP2high肿瘤细胞与CCL3+巨噬细胞：前者富集谷胱甘肽代谢特征，是免疫治疗耐药的潜在标志物；后者富集氧化代谢特征，与免疫治疗敏感密切相关，且两者均与谷氨酰胺代谢强关联。

为明确两亚群的代谢特性及互作基础，进一步开展功能验证：在TNBC细胞系中敲低HEBP2后，代谢组学检测显示GSH/GSSG比值降低、培养基谷氨酰胺剩余增加，证实HEBP2可促进肿瘤细胞摄取与消耗谷氨酰胺，流式结果同步证实胞内ROS升高，印证HEBP2对肿瘤细胞抗氧化代谢的调控作用；通过FACS分离的CCL3+巨噬细胞，高表达Il12/Il1b、低表达Tgfb/Cd206，可激活CD8+T细胞以发挥抗肿瘤免疫应答，且对谷氨酰胺饥饿极度敏感，需依赖谷氨酰胺抵抗铁死亡。随后，对88例TNBC样本进行CosMx空间转录组测序及多重免疫荧光染色，结果显示：两亚群数量呈显著负相关，空间上形成明确分布格局——CCL3+巨噬细胞富集于免疫热区并与HEBP2low肿瘤细胞共定位，免疫冷区则以HEBP2high肿瘤细胞为主，为两者的代谢竞争关系提供了原位可视化证据。

通过4T1/AT3小鼠原位肿瘤模型、体外共培养及抗CCL3抗体中和实验验证：HEBP2介导肿瘤细胞过量消耗谷氨酰胺，导致CCL3+巨噬细胞铁死亡；敲低HEBP2可显著抑制肿瘤生长，同时增加CCL3+巨噬细胞及CD8+T细胞的浸润与活性，而中和CCL3+巨噬细胞会完全抵消该抗肿瘤优势。随后，研究者进一步揭示其分子机制：HEBP2可与转录因子FOXA1直接结合，其过表达能抑制FOXA1在胞质中的相分离，促进FOXA1核内富集并激活GSTP1转录，而敲低HEBP2则会增强FOXA1胞质相分离、降低GSTP1表达。此外，研究者对上述发现进行了验证，采用GSTP1抑制剂ezatiostat联合抗PD-1治疗，在4T1模型中实现73%肿瘤消退，并在PDTF模型中重塑了TME。对I-SPY2（N=29）和FUTURE-C-Plus（N=19）队列的回顾性分析证实，HEBP2/GSTP1/CCL3三联标志物预测免疫疗效的AUC达0.81，优于单一标志物，可作为TNBC精准免疫治疗的生物标志物组合。

研究意义

该研究揭示了TNBC中HEBP2-FOXA1-GSTP1轴调控肿瘤细胞与CCL3+巨噬细胞谷氨酰胺竞争影响免疫治疗疗效的核心机制，为TNBC提供了HEBP2/GSTP1/CCL3标志物组合及GSTP1抑制剂联合抗PD-1的精准治疗策略。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.cmet.2025.08.009

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