文献解读
客户案例 | Cancer Cell:肝癌免疫总耐药?瘤内蜡样芽孢杆菌促进干细胞样淋巴生态位形成并增强肝癌免疫治疗应答
肝细胞癌(HCC)是全球癌症相关死亡的主要原因之一,晚期患者预后差且易耐药。免疫检查点阻断(ICB)虽改写了多种肿瘤的治疗格局,但在肝癌中的获益仍有限。在肿瘤免疫微环境中,三级淋巴结构(TLS)被视为抗肿瘤免疫的关键执行者,但临床上同为TLS富集的肝癌,疗效却截然不同——这提示TLS内部存在功能异质性,决定疗效的或许不是”有多少TLS”,而是”TLS里是什么”。
2026年8月,南京医科大学陈云教授/东南大学滕皋军院士团队在Cancer Cell上在线 发表了题为“Intratumoral Bacillus cereus orchestrates stem-like lymphoid niches to potentiate immunotherapy response in hepatocellular carcinoma”的研究文章,采用“临床发现-微生物筛选-机制解析-转化应用”的全链条研究思路,在肝癌中鉴定出由CD70+ILC2与TCF1+Tpex细胞共同构建的”干细胞样淋巴生态位”(SLN),并揭示瘤内蜡样芽孢杆菌经PI-PLC-IL-33轴驱动SLN积累、与PD-L1阻断协同的机制。(麦特绘谱提供非靶向代谢组学+代谢流([U-13C6]-Glucose)检测服务)
研究思路

图1. 技术路线
研究结果
1. SLN是预测肝癌免疫治疗疗效的新型生态位
尽管三级淋巴结构(TLS)已被广泛认为与肿瘤免疫治疗应答相关,但其功能异质性导致其预测价值存在局限性。研究团队首先整合了50例肝癌样本,多重免疫荧光显示,TLS富集总体上与更好应答相关,但TLS-rich中仍有13例未获益;跨癌种超50%的TLS-rich患者无响应,成熟TLS耐药比例高达57.15%,表明TLS内部存在功能迥异的亚群。通过空间转录组和质谱流式分析,发现一种特殊的生态位——干细胞样淋巴生态位(SLN),其特征为CD70+2型固有淋巴样细胞(ILC2s)与TCF1+祖细胞耗竭T细胞(Tpex)在空间上的共定位。SLNs展现出区别于传统TLS的空间结构,是ICB应答的独立预测指标;其内部IgG+浆细胞的比例高于IgA+浆细胞,且SLN评分高的患者复发率更低。

图2. ILC2s-TCF1+TPex细胞共定位的SLN对肝细胞癌的临床免疫治疗效应
2. B. cereus驱动SLN形成并抑制肿瘤生长
为了确定增加SLN丰度的关键因素,对肝癌组织进行了16S测序及荧光原位杂交筛查,发现蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)在SLN高丰度肿瘤中显著富集,其空间位置与SLN区域高度邻近。为验证B. cereus与SLN形成之间的因果关系,研究者在小鼠原位肝癌模型中实施了口服灌胃B. cereus干预,结果显示,B. cereus处理显著增加了瘤内SLN数量,且抑制肿瘤生长。

图3. 蜡样芽孢杆菌驱动SLN形成并抑制肿瘤生长
3. ILC2是SLN构建和实现治疗获益的核心细胞
为了确定B. cereus作用的效应细胞,研究团队进行了单细胞测序数据,发现SLN高的肿瘤组织内ILC2细胞数量明显扩增,同时ILC2高表达CD70与淋巴毒素LTα。为明确ILC2细胞的功能必要性,研究构建ILC2缺陷基因工程小鼠,发现缺陷小鼠肿瘤内SLN积累显著减少、肿瘤生长加快,且对PD‑L1抗体的治疗响应显著受损,支持ILC2是B. cereus促进SLN积累和增强免疫治疗应答所必需的细胞群。

图4. ILC2s在蜡样芽孢杆菌处理中对SLN丰度和T细胞干性的维持至关重要
4. ILC2的上游激活信号来自内皮IL-33
进一步探究ILC2的上游激活信号,空间转录组结果显示SLN内IL-33高表达,且IL-33是与HCC较好生存相关的ILC2活化因子。初治HCC中IL-33主要由内皮细胞表达,其表达水平与B. cereus丰度正相关,IL-33可抑制肿瘤并扩增ILC2,但不直接影响肿瘤细胞。Il33敲除显著削弱了B. cereus的多项下游效应:ILC2的CD70与LTα表达下降、SLN密度降低、CD8+ T细胞TCF-1下调而终末耗竭增多;内皮特异性AAV-shIl33敲低复现相同表型。

图5. 蜡样芽孢杆菌诱导内皮细胞IL-33促进CD70+ILC2介导的SLN聚集
5. IL-33经代谢–表观重塑调控ILC2
为探究IL-33如何驱动ILC2s获得生态位组织者功能,使其高表达 CD70、LTα 等 SLN 构建相关基因。研究团队先对IL-33刺激后的ILC2s进行非靶向代谢组学分析,发现谷氨酸/谷氨酰胺通路显著上调;由此进一步通过[U-13C6]-葡萄糖同位素示踪判定碳流方向——谷氨酸M+2升高、α-KG M+2降低、琥珀酸M+2不变,细胞内 α‑酮戊二酸/琥珀酸比值下降,该代谢改变会抑制组蛋白去甲基化酶KDM5的酶活,KDM5 负责擦除转录激活标记 H3K4me3;酶活被抑制后,Cd70、Lta等基因启动子区域的H3K4me3修饰得到保留富集,驱动上述关键基因转录激活。使用H3K4me3抑制剂OICR-9429,IL‑33所诱导的CD70、LTα上调效应消失。

图6. IL-33通过代谢-表观重塑激活ILC2s
6. B. cereus效应分子PI-PLC,与PD-L1协同抗瘤
最后定位细菌中的关键效应分子。热灭活菌失活,提示依赖活菌分泌因子而非菌体成分。ELISA显示B. cereus与SLN-high肿瘤中PI-PLC(磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C)水平升高,纯化PI-PLC即可诱导内皮IL-33。敲除B. cereus负责编码该蛋白的PlcA基因,细菌就丧失诱导IL-33分泌的能力;而给 ΔplcA菌株回补外源IL-33,下游免疫表型可以恢复。原位肝癌模型体内治疗实验证实:PI-PLC单药就可以扩增ILC2、提升CD8+T细胞杀伤能力和其中TCF-1表达;PI-PLC与PD-L1抗体联合使用,抗肿瘤效果显著优于任意单药,肿瘤负荷进一步下降。

图7. B. cereus效应分子PI-PLC,与PD-L1协同抗瘤
研究结论
本研究发现,瘤内蜡样芽孢杆菌分泌PI-PLC诱导IL-33释放,IL‑33作用于ILC2,触发线粒体代谢重编程,抑制KDM5,提升H3K4me3水平 ,进而上调CD70、LTα/LTβ,形成CD70+ILC2维持Tpex细胞干性,促进SLN积累,并在小鼠模型中增强PD‑L1抗体的抗肿瘤效果。鉴于B. cereus具有机会致病性,且PI-PLC生物学作用广泛,临床转化前仍需系统评估安全性。

参考文献
Intratumoral Bacillus cereus orchestrates stem-like lymphoid niches to potentiate immunotherapy response in hepatocellular carcinoma. Cancer Cell. 2026
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本研究中通过麦特绘谱提供的非靶向代谢组学与[U-13C6]-葡萄糖代谢流技术描绘了IL-33刺激后ILC2s的代谢重塑图谱,精准鉴定了谷氨酸、谷氨酰胺、α-KG、琥珀酸等关键代谢物及其碳流方向的变化规律,为揭示IL-33通过“代谢-表观”双通路驱动ILC2s获得生态位组织者功能的分子机制提供了关键数据支撑。
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