骨髓细胞是免疫细胞的多样化群体，其共享通过清除受损细胞的感觉和反应组织损伤的能力，并通过促进免疫效应细胞的募集来帮助恢复组织完整性（Lavin和Merad，2013，Pham，2006） 。肿瘤浸润性骨髓细胞（TIM）由分化不同阶段的粒细胞和单核吞噬细胞组成，已被证明有助于肿瘤进展和治疗反应（Engblom等，2016，Gabrilovich等，2012）。其中，单核吞噬细胞是指单核细胞，巨噬细胞和树突状细胞（DC），除了其先天免疫功能外，它们分享向T细胞呈递肿瘤相关抗原的能力（Ginhoux和Jung，2014）。在TIM中，DC是驱动T细胞激活的最佳装备（Merad等，2013），并且显示了称为CD103 + DC的DC的一个子集，以控制局部CD8 + T细胞的活化（Broz等，2014，Hildner et al。，2008，Salmon et al。，2016，Sánchez-Paulete et al。，2016）。因此，TIM组合似乎控制肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）组合物，激活和抗肿瘤功能，并且利用TIM隔室可以提供强大的协同策略来增强T细胞靶向免疫疗法。
目前，大多数肺癌病例都被诊断为晚期。然而，这可能会发生变化，因为处于危险人群中的低剂量CT筛查程序已经显示出益处并被广泛实施（Aberle et al。，2011，Black et al。，2015）。病理分期IA和IB非小细胞肺癌（NSCLC）患者的五年生存率分别仅为83％和71％，这些数字下降到第二阶段疾病的50％（Goldstraw et al。，2016），辅助化疗的改善程度最小（Pignon et al。，2008）。初步数据表明，在抗PD-1 mAb阻断治疗的少数早期可切除肺NSCLC病变中，新辅助免疫治疗的活动令人印象深刻（Forde等，2016）。尽管这些研究需要在更大的队列中得到证实，但这些结果与免疫治疗剂在低肿瘤负荷下和最初免疫调节化疗药物患者中最有效的概念一致。然而，用于治疗NSCLC的免疫调节策略的设计将非常受益于对针对肿瘤提示特异性发展的免疫细胞景观的详细了解。
引人注目的是，我们还发现TNM分期存在于肺腺癌肿瘤病变中的所有抗原呈递细胞亚群的明显变化。具体来说，早在第一阶段，肺腺癌病变在CD141 + DC中明显减少，并且在巨噬细胞中富集PPARγ 。单核细胞包括两个主要亚组，CD16 +和CD14 +单核细胞亚群，显示在组织中具有不同的命运和功能（Yona和Jung，2010）。CD16 +单核细胞，但不是CD14 +单核细胞，在肿瘤部位强烈减少，与肿瘤中CD16 + NK细胞减少显着相关。有趣的是，CD16 +单核细胞已显示促进肿瘤NK细胞募集（Hanna et al。，2015），因此肺肿瘤中减少的CD16 +单核细胞可能导致NK细胞在肿瘤病变中的不足。CD14 +单核细胞在肿瘤中产生高水平的细胞因子IL-8，但是在nLung中产生的更多。IL-8可以促进肺癌的生长和转移（Chen et al。，2003，Zhu et al。，2004），而在吸烟者中，非肿瘤肺组织中IL-8的表达是肺癌生物标志物签名（Spira et al。，2007）。鉴于单核细胞在肺转移中的潜在作用（Qian et al。，2011），nLung中单核细胞衍生的IL-8可能有助于肿瘤细胞移植。有趣的是，虽然我们发现与血液相比，肿瘤组织中细胞因子产生的急剧增加，但许多细胞因子在肿瘤和nLung中同样表达。然而，CX3CL1倾向于在肿瘤部位的较高水平表达，并且与肿瘤病变中的单核吞噬细胞，特别是CD14 +单核细胞显着相关。发现CX3CL1在未能对PD-1作出反应的患者中增加（Herbst et al。，2014）。因此，进一步评估CX3CL1和CD14 +单核细胞作为治疗反应的生物标志物将是重要的。
我们还发现肿瘤CD1c + DC与单核细胞具有相同的先天细胞因子特征，与CD1c + DC可能代表在肿瘤部位进入时产生的单核细胞衍生细胞的观念一致，而CD141 + DC被认为是由DC限制性前体引起的Dutertre et al。，2014，Haniffa et al。，2013）。有趣的是，与T细胞激活和克隆扩增中的潜在关键作用相一致，DC在局部接近于T细胞，这与Dieu-Nosjean等人，2008）有关。最近已经证明DC衍生的LT直接作用于高内皮小静脉（HEV），以促进体内淋巴细胞归巢到外周淋巴结（Moussion和Girard，2011）。我们发现DC，特别是CD141 + DC亚型在肺肿瘤组织中表达淋巴毒素β（LTB）转录物可能反映CD141 + DC有可能通过HEV介导的淋巴细胞募集而形成TLS。这一假设与我们的发现相一致，认为TLS富集的肿瘤具有增加的T细胞，并且加强了通过DC-LAMP免疫染色鉴定时TLS所赋予的阳性预后价值的机理理解（Dieu-Nosjean等，2008，Germain et al。2014年，Pitzalis等人，2014）。总之，这些结果表明肿瘤内CD141 + DC的扩增可能是诱导有效的抗肿瘤免疫的关键策略。
重要的是，虽然与nLung相比，巨噬细胞在肿瘤病变中不富集，但与nLung的巨噬细胞相比，肿瘤巨噬细胞表达了独特的表型。特别地，肿瘤巨噬细胞表达更高水平的PPARγ，已知的驱动免疫抑制程序的转录因子（Reddy，2008，Ricote等，1998）和较低水平的共刺激分子CD86。他们还产生更高水平的IL-6，表明这些肿瘤巨噬细胞是致瘤性的。与肺巨噬细胞相比，认为代表活化的巨噬细胞和肿瘤巨噬细胞的标志物的CD206以较低或相似的水平表达，与最近的数据显示CD206是肺泡巨噬细胞的标志物（Desch等人， 2016，Yu et al。，2016）。这强调了配对分析以区分肿瘤驱动的免疫变化与正常组织印记的重要性。骨髓细胞的单细胞转录组学分析进一步扩展了这些结果，并确定了肿瘤巨噬细胞的独特基因特征，其中包括其他基因TREM2，最近显示通过抑制急性病毒感染后的巨噬细胞凋亡来促进慢性肺部疾病（Wu et al ，，2015）。最后，使用多重组织成像，我们确定肿瘤侵入性边缘的PD-L1 +巨噬细胞簇，表明它们对调节T细胞进入肿瘤病变的潜在贡献。因此，增加的巨噬细胞与肿瘤部位的T细胞减少相关，与富含TLS的肿瘤相反，缺乏TLS的病变大部分富集在巨噬细胞中。因此，富集巨噬细胞和减少TLS的肺肿瘤可能特异性地受益于在用检查点封锁治疗之前扩大DC的免疫治疗策略以消耗巨噬细胞。
致谢
我们感谢Merad实验室的有益的讨论和投入。我们要感谢HélèneSalmon对手稿的批评性审查。我们要感谢人类免疫监测核心（HIMC）在整个项目中的卓越技术支持和援助，特别是Adeeb Rahman和CyTOF核心成员Oksana Mayovska和Victor Guo以及Manishkumar Patel。我们要感谢生物导管与病理核心和流式细胞术设备。我们要感谢吉尔·格雷戈里（Jill Gregory）对艺术作品的帮助。CB由Fund pour la Recherche Medicale DEA20150633125资助。MM由NIH授权R01，R01 CA173861，U19AI128949，U24 AI 118644和U19 AI 117873-01资助。
