【论肿道麻】肿瘤微环境中的新参与者——TREM2

TREM2是一种骨髓细胞受体，与神经炎症和神经退行性疾病相关。最近的研究发现，TREM2是肿瘤中巨噬细胞功能的关键调节因子。TREM2的缺乏或阻断能够提供保护并促进不同小鼠模型中的抗PD1反应。在人类肿瘤中，表达TREM2的巨噬细胞广泛存在，通常与免疫抑制和预后不良有关。2023年3月，Martina等人在《Seminars in Immunology》上发表了一篇题为《TREM2: A new player in the tumor microenvironment》的综述，现介绍如下：

背景  

TREM2是免疫球蛋白超家族的跨膜受体，该受体仅在中枢神经系统（CNS）的小胶质细胞等骨髓细胞中表达。TREM2是在体外产生的单核细胞来源的树突状细胞（DC）中首次发现的，TREM2依赖性信号传导广泛参与各种疾病的病理生理学过程。TREM2通过其与接头蛋白DAP12和DAP10的关联发出信号。DAP12促进质膜上TREM2的稳定，并诱导涉及PLCγ2、PI3K和AKT的信号通路。DAP10具有PI3K的结合位点，并激活下游PI3K信号通路。TREM2与脂质结合，包括阴离子脂质、细胞膜磷脂和脂质载脂蛋白。在体外来源的骨髓细胞中，TREM2可促进M-CSF和GM-CSF驱动的分化，并抑制TLR激动剂诱导的细胞活化。在分子水平上，TREM2也可以裂解并从血浆膜中释放出来，称为可溶性TREM2（sTREM2），可在血清和脑脊液中被检测到。TREM2和TREM2依赖性信号传导与阿尔茨海默病（AD）在遗传学上密切关联，在过去的十年中，在神经退行性疾病领域引起了广泛关注。许多研究强调了TREM2在小胶质细胞生物学中的关键作用，特别是其对生理过程和阿尔茨海默病（AD）病理过程的作用。

随着单细胞RNAseq（scRNAseq）技术的进步，表达TREM2的细胞研究已扩展到不同的领域。在脂肪组织中，TREM2巨噬细胞在高脂肪饮食条件下蓄积。但其对体重增加、胰岛素敏感性和代谢性疾病的影响仍存在争议。在肝病中，表达TREM2的巨噬细胞在肝硬化期间富集，被认为起到了致病的作用。TREM2巨噬细胞也会积聚在动脉粥样硬化斑块中，促进脂质分解代谢。可溶性TREM2与慢性炎症有关，并抑制肺部病毒感染小鼠模型中巨噬细胞凋亡。在皮肤中，真皮TREM2巨噬细胞有助于毛囊的维持，并通过释放制瘤素M（OSM）抑制毛发生长。毛囊相关角质形成细胞和皮脂细胞表达合成角鲨烯的酶，可诱导TREM2表达，导致负载脂质的巨噬细胞蓄积，无法杀死痤疮角质杆菌，并在痤疮病变中起致病作用。最近的研究也发现了TREM2是人类和小鼠模型中许多肿瘤类型的肿瘤相关巨噬细胞标志物。在健康组织中，TREM2的表达仅限于小胶质细胞、肺泡和胎盘巨噬细胞，可形成有效的免疫抑制环境，促进对半同种异体胎儿的耐受性。TREM2在非髓系细胞中的表达尚不清楚，仍然存在争议。本综述中强调的几项开创性研究清楚地表明，TREM2仅由骨髓细胞表达。

肿瘤的影响  

1 动物肿瘤模型评估TREM2对肿瘤相关巨噬细胞的影响  

尽管一些研究报告了TREM2在Covid-19患者的肝细胞和T细胞中的表达，但普遍共识以及对跨多个组织的scRNAseq数据集分析已经确定TREM2表达仅限于骨髓细胞。在肿瘤微环境中，TREM2主要在肿瘤相关巨噬细胞中表达，并在具有免疫抑制特性的巨噬细胞群中特异性富集。在几种可移植模型中，TREM2缺陷小鼠显示出肿瘤生长减弱和抗PD1反应增加（图1）。在MCA1956肉瘤模型中，scRNAseq实验表明，TREM2遗传消融导致Cx3cr1和Mrc1免疫抑制巨噬细胞的积累减少，而免疫刺激的Cd83 Cxcl9巨噬细胞亚群高度富集。此外，TREM2缺乏与淋巴细胞中活化的CD8+T细胞增加有关。为了评估靶向TREM2在肿瘤治疗中的临床相关性，作者的团队开发了一种重组抗TREM2抗体（mAb178），该抗体携带一种消除其Fc结合特性的突变。在MCA肉瘤模型中该抗体能够导致肿瘤进展减弱，并观察到肿瘤微环境中TREM2的缺失。活化的T细胞和免疫刺激巨噬细胞在抗TREM2注射后富集，而免疫抑制巨噬细胞比例下降。用突变的mAb178治疗不会导致巨噬细胞耗竭，而是促进向免疫刺激巨噬细胞转变。目前尚不清楚这些治疗效果是否与TREM2结合和下游信号传导的激活有关，还是与TREM2-TREM2配体的阻断有关。在一项研究中，Katzenelenbogen等人报道了使用另一种MCA衍生的肉瘤细胞系（MCA205）积累表达TREM2的免疫抑制性骨髓细胞（图1）。他们开发了一种将scRNAseq与细胞内蛋白质免疫检测相结合的新技术，将其命名为INs-seq（整合scRNAseq和细胞内蛋白质活性），并利用INs-seq平台来表征TREM2群体。根据细胞内酶精氨酸酶1的表达对肿瘤浸润的骨髓细胞进行分类，精氨酸酶1将精氨酸代谢为尿素和鸟氨酸，是富含肿瘤相关骨髓抑制细胞的标志。分类后的细胞通过scRNAseq进行分析。表达Arg1的细胞由2个不同的亚群组成，均与免疫抑制基因标记相关联：通过C1qa，Spp1，Cx3cr1和Apoe的表达鉴定的肿瘤相关巨噬细胞（TAM），以及通过Gpnmb，Il7r，Hilpda，Vegfa，Hmox1和Clec4d的表达鉴定的调节性骨髓细胞（Mreg）。精氨酸酶1的表达与TAM和Mreg亚群中的平足蛋白（Pdpn）和TREM2表达密切相关。流式细胞术分析证实了这一点，显示Pdpn免疫抑制群体具有富集的Arg1，Cxc3cr1，Trem2和Mrc1表达水平。在MCA205模型中进行体内评估TREM2活性。与野生型对照相比，TREM2缺陷小鼠显示肿瘤生长减少，这与Mreg减少和TAM种群频率增加有关。在没有TREM2的情况下，自然杀伤细胞(NK)和细胞毒性 T 细胞在肿瘤中积累，而与野生型小鼠相比，表达PD1和Tim-3功能失调的CD8+T细胞减少。这项研究与作者团队的发现一致，表明TREM2缺陷导致TME中的免疫抑制减少并促进肿瘤得到控制。

图1：肿瘤模型中TREM2的调节。  

在MC38，PyMT，EMT6和PY8119肿瘤模型中也报告了TREM2缺乏与肿瘤衰减的关联（图1）。特别是，在PY8119三阴性乳腺癌（TNBC）模型中，CD63和免疫抑制（FOLR2 STAB1 CD206）巨噬细胞群均显示脂质相关巨噬细胞（LAM）表型，但在TREM2缺陷小鼠的肿瘤微环境中减少。相应地，CD8/Treg比例以及NK和NKT细胞的百分比增加。

另一项使用EMT6乳腺癌模型的研究中，给予一种抗磷酸化的抗TREM2抗体，该抗体强烈抑制抗体依赖性细胞毒性（ADCC）作用，可能通过消耗TREM2免疫抑制性TAMs来有效抑制肿瘤生长。此外，当该抗体与抗PD1一起用于CT26皮下肿瘤时，可逆转抗PD1耐药性并促进T细胞分泌的IFN-γ和TNF-α（图1）。

这些研究结果强调了联合疗法的优越疗效，并表明TREM2靶向可以显着提高免疫检查点阻断疗法的疗效，并有助于克服抗PD1耐药性。

对可移植动物肿瘤模型的初步分析，为TREM2在调节和塑造TME中的影响及其对TAM免疫抑制表型的贡献提供了丰富的见解。在临床前环境中使用TREM2阻断或消耗抗体的治疗策略可能为进一步开发TREM2靶向药物铺平道路。尽管取得了这些重要进展，但TREM2调节肿瘤中巨噬细胞表型和功能的确切分子机制仍在研究中。在这方面，肝细胞癌（HCC）的数据相互矛盾。在人HCC肿瘤的LAM中发现TREM2高表达，TREM2表达与患者生存率降低直接相关。相反，在通过施用致癌物二乙基亚硝胺（DEN）化学诱导HCC的小鼠模型中，TREM2发挥了保护作用。TREM2的缺失导致急性肝损伤增强、早期炎症反应和更明显的肝细胞增殖（图1）。从机制上讲，在肝星状细胞（HSC）中实施TREM2表达可减少Wnt配体的分泌，从而抑制肝细胞增殖和肿瘤发生。这些明显对比的数据也可能表明，TREM2的影响可能受到组织特异性特征或肿瘤类型的影响。有鉴于此，肝脏可能是一个独特的环境，其中表达TREM2的细胞，巨噬细胞和HSC，在致癌过程中起着不同的作用。需要进一步的研究来阐明TREM2在不同器官中的表达可能打破肿瘤生长和肿瘤控制之间的平衡机制。

2. TREM2 作为人类癌症中免疫抑制性巨噬细胞的标志物  

2.1. 乳腺癌  

许多研究报告了 TREM2+ 巨噬细胞在不同乳腺癌亚型和患者队列中的积累（图 2）。TREM2+ 巨噬细胞特征与免疫抑制（CD81、FN1、CD276、MARCO、SPP1）、补体激活（C1QB）、脂质代谢（CD9、FABP5、APOE）以及免疫刺激趋化因子（CCL3）相关。在一组基于FOLR2和TREM2表达的腔内乳腺癌患者队列中，通过scRNAseq定义了两个不同的巨噬细胞亚群。两个亚群共享APOE、APOC1和C1QA-C的表达，而FOLR2和TREM2/CADM1表达相互排斥，并标记了功能不同的亚群。TREM2巨噬细胞显示出LAM样特征（FABP5，CD9，MSR1），并与免疫抑制（FN1），I型IFN信号传导（ISG15，IFI27，IFI6）和肿瘤进展有关。表达FOLR2的TAM与CD8+T细胞积累和有利的患者结局相关。通过分层聚类分析，TREM2 TAMs被认为是单核细胞来源的细胞。在定位方面，TREM2 TAMs在肿瘤床中，位于侵袭性边缘和基质，而FOLR2 TAM主要位于基质中。总的来说，TREM2和FOLR2代表了管腔型乳腺癌中不同TAM状态的选择性标志物，可用于靶向治疗。最近一项针对三阴乳腺癌患者的研究表明，具有LAM样特征的TREM2 STAB1巨噬细胞在肿瘤中富集，并在对免疫检查点疗法无反应的患者中扩增。据报道，TREM2、SPP1、FN1、C3和LDHA在化疗和抗PD-L1联合治疗无反应的三阴乳腺癌患者中富集。在同一队列中，表达TREM2的巨噬细胞与T调节细胞的积累和细胞毒性CD8 T细胞的减少有关。在另一组抗PD1治疗的乳腺癌患者中，研究人员发现TREM2 TAM与T细胞扩增不良有关，这可能是治疗反应不佳的原因。在包括管腔型乳腺癌和三阴性乳腺癌患者的几个队列中，TREM2水平与生存率降低相关。总的来说，这些数据表明TREM2 TAMs显示出类似LAM的特征，并驱动乳腺癌患者的免疫抑制，预后不良和免疫检查点疗法反应降低，成为潜在的预后指标。  

图2：人类肿瘤中的TREM2肿瘤相关巨噬细胞。      

2.2. 肺癌  

scRNAseq在初治早期肺腺癌患者中的应用时首次发现了肿瘤相关巨噬细胞中的TREM2富集（图2）。与同一患者的正常肺组织相比，肿瘤病变的骨髓细胞中TREM2表达增加。TREM2巨噬细胞特征由与脂质代谢（APOE）、补体活化（C1QB）和免疫抑制（MARCO，CD163，CD81）相关的基因组成。在随后针对早期非小细胞肺癌（NSCLC）患者的研究中，TREM2在所有单核细胞来源的巨噬细胞群中均表达，在表达LILRB4的免疫抑制亚群中富集。在晚期 NSCLC 患者中，还观察到表达TREM2的巨噬细胞积累具有与早期患者共享部分基因特征（APOE、APOC1、CTSD、PLD3、C1QA-C、SPP1 和 FOLR2）。靶向治疗前后对巨噬细胞的分析表明，TREM2巨噬细胞在治疗后略有减少。然而，在进行性与残留/稳定疾病中未观察到差异，表明TREM2 TAMs不是该特定情况下良好反应的指标。另一项研究报道，与反应组相比，进展性疾病患者TREM2表达细胞的比例增加，支持TREM2 TAM的潜在预后价值。对NSCLC患者的大型数据集分析显示，TREM2巨噬细胞与免疫抑制有关，CD206、ARG-1和IL-10的表达水平较高。TREM2 TAM的积累还与CD8+T细胞活化减少相关，导致穿孔素和TNF的分泌减少，患者预后不良和肿瘤进展。与之前的报道一致，TREM2 与 APOE、APOC1、SPP1、C1QB-C、APOC2 和 MARCO 等基因相关。总而言之，TREM2 TAM在早期非小细胞肺癌患者中积累，并与免疫抑制和生存率降低有关。

2.3. 肝细胞癌  

TREM2对肝癌的影响仍然是一个有争议的问题。与许多其他肿瘤类型的研究一致，与邻近的健康肝组织相比，TREM2巨噬细胞在HCC病变中积累，并且与HCC患者的预后不良有关（图2）。与其他器官类似，TREM2巨噬细胞与LAM样基因标记（FABP5，PLD3，LGALS3，CD36和SPP1）相关，并且还表达FOLR2，CD163和C1Q-C等基因。尽管部分数据支持先前描述的TREM2在TME中发挥免疫抑制作用，但对TREM2缺陷小鼠的研究支持表达TREM2的TAM在DEN诱导的肝细胞癌模型中具有保护作用。一项针对不同肝癌队列分析报道了两种不同的巨噬细胞亚群富集：SPP1 TREM2 TAMs和FOLR2 CD163 TAM，后者与免疫抑制有关。因此，肝肿瘤中TREM2 TAM的贡献仍未明确，可能受到组织特异性因素的影响。TREM2对肝癌发生的影响需要进一步研究。

2.4. 其他肿瘤类型  

许多不同来源的肿瘤研究都报道了表达TREM2的巨噬细胞，其中TREM2是特定基因标记的一部分，并且通常与免疫抑制和预后不良有关（图2）。除了前文讨论的肺癌，乳腺癌和肝癌外，TREM2 TAM的富集也见于结肠癌，皮肤癌，肾癌，胰腺癌以及泛癌研究。此外，通过免疫组织化学（IHC）进行的TREM2表达分析揭示了TREM2巨噬细胞在原发性肿瘤（即皮肤癌、肝癌、肺癌、乳腺癌、膀胱癌、结肠癌、胃癌、胰腺癌和肾癌、淋巴结淋巴瘤、皮肤黑色素瘤和脑胶质瘤）以及转移部位（即肝、肺和淋巴结转移的黑斑、卵巢浆液性癌、乳腺癌、 结直肠和肺腺癌）的富集。 在结直肠癌患者队列研究中，TREM2是C1QC巨噬细胞（TREM2，C1QA-C，MERTK，MS4A4A，APOE）核心特征的一部分，与健康结肠组织相比，巨噬细胞在肿瘤中显著蓄积。值得注意的是，C1QC TREM2巨噬细胞表达与免疫抑制相关的基因，但也通过CXCL9和CXCL10的表达表现出免疫刺激功能。对TCGA的CRC数据集的分析显示，TREM2表达是总生存期降低的指标，并且与脂质代谢（APOC1，APOE，OLR1）以及免疫抑制（MSR1，HAVCR2）的特征有关。在黑色素瘤患者中，TREM2 TAM积累与免疫检查点疗法的耐药（抗PD1、抗CTLA4或抗PD1+抗CTLA4）有关。TREM2表达与SPP1、RNASE1、MT1G、SEPP1、FOLR2、APOC2和C1QA-C以及免疫抑制基因（MRC1、FN1、CD276、MMP12、TGFB2）相关。

在肾透明细胞癌（ccRCC）患者中也报道了TREM2特征（TREM2，APOE，C1QA-C），并且与免疫抑制基因（LILRB5，MERTK，STAB1，IGF1）相关。免疫组化分析了ccRCC病变中的TREM2巨噬细胞定位，显示TREM2 TAM仅存在于肿瘤组织中，是术后复发的指标。同样，在胰腺导管腺癌(PDAC)中，与邻近的健康组织相比，TREM2 TAM在病灶内更丰富，并且与 C1QA-B、FOLR2、STAB1 和 SEPP 基因的富集相关。

TREM2对转移性扩散和进展的影响仅得到部分解决。据报道，TREM2巨噬细胞（TREM2，APOE，SPP1，C1QA-C，APOC1，FCGR3A）积聚在不同原发部位（乳腺癌，皮肤肿瘤，肺癌，卵巢，肾肿瘤和结直肠肿瘤）的脑转移瘤中。最后，泛癌测序研究证实了表达TREM2的TAMs在多种肿瘤类型中的富集。一项scRNAseq研究分析了10种不同的肿瘤类型，确定了5种不同的TREM2亚群。在这些亚群中，TREM2 PDGFB和TREM2 FOLR2群体与CD8+T细胞感染有关。在41个scRNAseq数据集中，TREM2 TAMs也被证明在肿瘤中富集，包括13种不同的组织类型。根据前面提到的研究，TREM2 TAM与单核细胞起源以及CD9、APOC1、CD63、FABP5、LGALS3、LIPA等基因有关。最近的一项研究使用流式细胞术评估了49种人类癌症中的TREM2的表达，以及在蛋白质水平上TAMs中TREM2富集。TAM比例和TREM2表达强度的组合分析将卵巢癌确定为TREM2 TAMs富集度最大的肿瘤类型。

TREM2在许多癌症类型中成为免疫抑制肿瘤相关巨噬细胞的标志物。TREM2巨噬细胞在不同器官和背景下的肿瘤中相对保守，通常与治疗反应差，生存率降低和抗肿瘤免疫反应受损有关。

总结  

在过去的几年中，许多研究揭示了TREM2在肿瘤免疫中的作用，并为未来临床试验的发展奠定了基础。目前作者的团队正在对接受人源化抗TREM2抗体（PY314）（ClinicalTrials.gov：NCT04691375）治疗的不同实体瘤患者进行临床队列研究。TREM2靶向治疗是癌症治疗的新方法，基于消除或重编程表达TREM2的肿瘤相关巨噬细胞，以重建保护性抗肿瘤免疫，并克服对当前疗法的耐药性。尽管初步的研究发现令人鼓舞，但需要进一步的研究来确定导致TREM2阻断或TREM2巨噬细胞消耗疗法影响的免疫机制。在这方面，关于TREM2对肿瘤相关巨噬细胞表型和功能在机制上的影响仍然存在许多未解决的问题。此外，可溶性TREM2在肿瘤相关微环境中的潜在影响仍然未知，可能代表了一种替代的TREM2 依赖性免疫抑制机制，直接影响巨噬细胞和其他细胞类型，对治疗思路也是一种新启发。

编译：李杰；吴星   

审校：张军；缪长虹 

参考文献：  Molgora M, Liu Y A, Colonna M, et al. TREM2: A new player in the tumor microenvironment[C]//Seminars in Immunology. Academic Press, 2023, 67: 101739.

声明：古麻今醉公众号为舒医汇旗下，古麻今醉公众号所发表内容之知识产权为舒医汇及主办方、原作者等相关权利人所有。未经许可，禁止进行转载、摘编、复制、裁切、录制等。经许可授权使用，亦须注明来源。欢迎转发、分享。

打赏