头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）是一种侵袭性强、预后较差的恶性肿瘤，患者5年生存率低且易发生转移和复发。尽管免疫检查点阻断疗法（如抗PD-1单抗）为部分患者带来希望，但其总体响应率仅5%-15%，多数患者仍面临治疗耐药问题。近年来，肿瘤微环境（TME）中的微生物群被发现可通过直接或间接方式调控肿瘤进展和免疫逃逸。其中，牙周炎致病菌Fusobacterium nucleatum（F.nucleatum）在HNSCC中显著富集，并与晚期临床分期、转移及不良预后相关。然而，F.nucleatum如何通过非接触依赖机制影响TME及免疫治疗耐药的分子机制尚未明确。细菌外膜囊泡（OMVs）作为纳米级双层膜结构，可携带毒力因子、代谢酶等生物活性分子，穿透组织屏障并调控宿主细胞功能，但其在HNSCC中的作用尚待探索。
2025年4月17日，上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔颌面-头颈肿瘤科陈万涛/严明团队，在Journal of Extracellular Vesicles期刊发表了题为“Fusobacterium nucleatum-Derived Outer Membrane Vesicles Promote Immunotherapy Resistance via Changes in Tryptophan Metabolism in Tumour-Associated Macrophages”的研究论文，发现F.nucleatum来源的OMVs（F.n-OMVs）通过重塑肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）的色氨酸代谢途径，激活免疫抑制信号通路，进而驱动HNSCC的免疫治疗耐药。上海交通大学医学院附属第九人民医院李威平、张瑱为论文共同第一作者，陈万涛教授、严明副教授为论文共同通讯作者。该研究受到国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金面上项目等多个项目的支持。
该团队研究发现，F.n与HNSCC的肿瘤大小、分期、转移和预后相关， 且部分样本中F.n主要聚集于上皮而非癌巢，提示F.n可能通过非接触式途径调控TME。课题组使用超速离心法获得F.n-OMVs，发现瘤内注射F.n-OMVs显著加速C3H小鼠肿瘤生长，但此效应在免疫缺陷（NOD-SCID）小鼠中消失；体外增殖、周期实验结果也证明F.n-OMVs对HNSCC细胞系的增殖没有影响，提示其促瘤作用依赖于免疫系统。
为了明确主要发挥作用的免疫细胞，使用荧光标记F.n-OMVs，发现其主要被TAMs内吞，使用Clodronate脂质体靶向清除小鼠体内巨噬细胞后发现F.n-OMVs的促瘤作用随之消失。同时，RNA-seq发现巨噬细胞中IL-10信号和AHR通路显著富集，证实TAMs是F.n-OMVs促瘤效应的关键介质。代谢组学分析进一步发现F.n-OMVs通过释放其携带的色氨酸酶（Tryptophanase），催化色氨酸分解为吲哚，进而激活色氨酸-2,3-双加氧酶2（TDO2）和芳香烃受体（AHR）信号通路。这一过程导致TAMs中免疫抑制性细胞因子IL-10和TGF-β的表达上调，并显著增加免疫检查点分子（如CD274、PDCD1LG2、SIGLEC15）的表达，从而抑制细胞毒性T淋巴细胞（CTL）的浸润及功能，形成免疫抑制微环境。
单细胞转录组学分析显示，AHR+巨噬细胞亚群在HNSCC肿瘤组织中高表达IL-10和免疫检查点分子，且其丰度与患者预后不良显著相关。临床样本分析表明，F.nucleatum丰度与TDO2/AHR表达呈正相关，且二者联合可作为预测HNSCC患者免疫治疗应答的生物标志物（AUC=0.79）。体内实验证实，TDO2抑制剂可逆转F.n-OMVs介导的免疫抑制，显著增强抗PD-1单抗的疗效，同时降低肿瘤负荷并促进CTL浸润。此外，临床队列数据表明，接受PD-1治疗的HNSCC患者中，非应答者肿瘤组织内F.nucleatum丰度及TDO2表达水平显著高于应答者，提示微生物-宿主代谢互作在免疫治疗抵抗中的关键作用。
研究结论强调，F.n-OMVs通过TDO2/AHR轴重塑TAMs功能，驱动免疫抑制微环境，是HNSCC免疫治疗抵抗的重要机制。这一发现为临床提供了新的治疗靶点，提示针对TDO2/AHR通路的抑制剂或联合抗生素清除具核梭菌可能改善免疫治疗效果。同时，研究强调了在制定HNSCC免疫治疗方案前评估患者口腔微生物（尤其是具核梭菌感染状态）的重要性，并为开发基于微生物组和代谢重编程的精准治疗策略提供了理论依据。
参考文献：
Fusobacterium nucleatum-Derived Outer Membrane Vesicles Promote Immunotherapy Resistance via Changes in Tryptophan Metabolism in Tumour-Associated Macrophages.J Extracell Vesicles.2025;14(4): e70070. doi:10.1002/jev2.70070
外泌体资讯网 JEV｜上海交通大学医学院附属第九人民医院陈万涛/严明团队：发现具核梭杆菌通过外膜囊泡促进头颈鳞癌免疫抑制微环境的形成
