路德维希癌症研究中心的一项研究已经确定了一对基因，其在肿瘤内的一种免疫细胞的表达可以预测癌症患者的预后，并且与肿瘤微环境中多种细胞类型参与的基因表达程序的庞大网络有关，这些网络控制着人类癌症。

由Ludwig Lausanne的 Mikaël Pittet领导的研究人员在最新一期的《Science》杂志上报告说，肿瘤相关巨噬细胞中CXCL9基因表达较高的患者的临床结果远好于免疫细胞中SPP1基因表达较高的患者。

他们发现，表达前者基因的巨噬细胞总是准备好攻击癌细胞，而表达SPP1的巨噬细胞则处于支持肿瘤生长的状态。然而，最有趣的是，当肿瘤微环境(TME)中CXCL9与SPP1的比例较高时，其他TME细胞中的基因表达程序显示出类似的抗肿瘤倾向;另一方面，低CS比率总是伴随着整个TME的促肿瘤基因表达特征。

“我们非常惊讶地发现，仅仅这一个参数——巨噬细胞主要表达的两个基因的比例——就能告诉我们关于肿瘤的很多其他信息，”Pittet说。“对于多种类型的实体瘤都是如此。这意味着，尽管肿瘤的微环境非常复杂，但它们是由一套明确的规则控制的。我们在这项研究中描述了其中一种。”

Pittet指出，随着前瞻性临床研究的进一步验证，CS比率可能是一种容易测量的患者预后的分子标记物，也是治疗管理的有用工具。

除此之外，该研究发现的跨细胞类型的相关基因表达特征网络揭示了开发药物的几个潜在分子靶标，这些药物可能会使TME进入一种更容易受到免疫疗法等治疗影响的状态。

TME的非癌细胞在肿瘤的生长和生存中起着至关重要的作用。这些细胞包括大量生产组织分子填料的成纤维细胞、构建血管的内皮细胞、排列体腔的上皮细胞，以及各种帮助或阻碍肿瘤生长的免疫细胞种类。

靶向这些细胞治疗癌症的可能性是诱人的，因为与恶性细胞不同，它们不会迅速突变，因此不太可能进化出对治疗的耐药性。

Pittet和他的同事们对不同肿瘤的TME有多大差异很感兴趣。为了找到答案，他们对51名头颈癌患者的52个原发和转移性肿瘤进行了无偏分析，检查了单个细胞中捕获的整体基因表达如何与患者的结果相对应，但对整个肿瘤进行了统计分析。

该方法确定了CXCL9和SPP1其在单个巨噬细胞中的表达是互斥的，与预后密切相关，这在其他实体癌症中也被证明是正确的。Pittet和他的同事们发现，这两个基因的表达与巨噬细胞的抗肿瘤或促肿瘤“极性”的关系比目前使用的标记物更明确。

值得注意的是，CXCL9和SPP1的表达比例(称为CShi或CSlow)与头颈部肿瘤中其他类型TME细胞的状态大致一致，并与一些与促肿瘤和抗肿瘤作用相关的现象一致。例如，CShi肿瘤容易被B淋巴细胞、T淋巴细胞和树突状细胞浸润，这些细胞都能驱动抗肿瘤免疫。

此外，这些肿瘤中的其他细胞类型参与信号分子和途径，从而引发炎症或引发免疫反应。

与此同时，慢性肿瘤具有与癌症生长和进展相关的基因表达特征，如对缺氧的适应、新血管的形成和促进癌症转移的细胞转化的诱导。

“仅仅通过观察巨噬细胞中这两种基因的比例，你就可以推断出肿瘤细胞、内皮细胞、成纤维细胞——你能想到的——的分子活性，”Pittet说。“这种惊人的一致性意味着肿瘤不是一个混乱的地方，TME内所有这些细胞状态都是协调的。这些信息对于癌症治疗的精准医学策略的发展非常有用。”

Pittet和他的同事们接下来将研究在他们的研究中发现的基因表达网络是否可以用于前瞻性地预测患者的结果或衡量对各种疗法的可能反应。他们还将更详细地研究TME中基因表达的其他协调轴，它们如何与CS比率相互作用，以及它们如何相互影响。

“最大的问题是，在治疗上干扰这个网络的最佳方法是什么，目的是让病人受益?” Mikaël Pittet说。