TREM2+肿瘤相关巨噬细胞通过SPP1–CD44–BHLHE40轴促进CD8+T细胞耗竭驱动头颈鳞癌淋巴结转移的机制与预后模型研究

本研究通过整合688,866个单细胞转录组数据，揭示了头颈鳞癌（HNSCC）淋巴结（LN）转移中TREM2+肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）通过SPP1–CD44轴上调BHLHE40驱动CD8+T细胞耗竭（Tex）的关键机制。多重免疫组化（mIHC）与体外实验验证了该通路，并构建了基于TREM2+TAM特征基因的预后模型，为HNSCC免疫治疗提供新靶点。

背景

头颈鳞癌（HNSCC）是全球第六大常见癌症，年死亡约35万例，5年生存率约50%。淋巴结（LN）转移是HNSCC主要转移方式及独立预后因素，N2c分期患者生存率不足40%。肿瘤免疫微环境（TIME）在肿瘤进展中起关键作用，但其在HNSCC LN转移中的动态特征尚不明确。

方法与材料

研究整合7个数据集共212个样本的688,866个单细胞转录组，通过生物信息学分析、mIHC染色、体外共培养实验及机器学习算法，系统解析HNSCC的TIME异质性。利用SCENIC、CellChat等工具揭示细胞间通讯及转录调控网络。

结果

单细胞图谱揭示HNSCC免疫抑制微环境

整合分析识别10种主要细胞类型，包括上皮细胞、T细胞、B细胞、巨噬细胞等。肿瘤组织较正常组织上皮细胞比例显著增加，髓系细胞（如TAMs）浸润升高，而B细胞谱系及基质细胞减少。基因集富集分析（GSEA）显示肿瘤中T细胞呈现免疫抑制状态，高表达PD-1、TIM-3等耗竭标志物。

CD8⁺Tex浸润与LN转移正相关

T细胞亚群分析发现CD8⁺耗竭T细胞（Tex）在LN转移阳性组中显著富集。伪时间轨迹分析表明CD8⁺Tex为T细胞终末分化状态，高表达BHLHE40等转录因子。mIHC证实LN转移阳性肿瘤中CD8⁺Tex比例显著升高。

TREM2⁺TAMs通过SPP1–CD44轴诱导CD8⁺Tex形成

巨噬细胞亚群分析鉴定7个TAM亚群，其中TREM2⁺TAMs与CD8⁺Tex浸润强度最相关（R=0.50）。细胞通讯分析显示TREM2⁺TAMs通过分泌SPP1与CD8⁺T细胞表面CD44结合，激活BHLHE40通路促进Tex分化。共培养实验及基因沉默验证该轴心作用。

ETV5调控TREM2⁺TAMs终末分化

伪时间分析表明TREM2⁺TAMs为终末分化亚群，受转录因子ETV5驱动。SCENIC分析发现ETV5调节子活性与CD8⁺Tex浸润及患者不良预后显著相关。

基于TREM2⁺TAMs的预后模型构建

利用LASSO回归和随机生存森林（RSF）算法，基于THBS1、TNFAIP6等6个特征基因构建预后模型。模型在训练集（AUC_5年=0.808）和验证集中均显示良好预测性能，高风险组总生存期显著缩短。

讨论

本研究首次揭示TREM2⁺TAMs通过SPP1–CD44–BHLHE40轴驱动CD8⁺T细胞耗竭促进HNSCC LN转移的机制，并建立可靠预后模型。该发现为靶向TAMs的免疫治疗提供新策略。

结论

TREM2⁺TAMs是HNSCC LN转移的关键驱动因素，其调控的SPP1–CD44–BHLHE40轴可作为潜在治疗靶点，相关预后模型具有临床转化价值。