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研究背景2020全球癌症统计数据显示,胃癌（Gastric cancer,GC）全球发病率排名第五,死亡率排名第四。在我国,胃癌发病率和死亡率位列第三。晚期胃癌主要治疗方法包括化疗、靶向治疗和免疫治疗。其中,免疫检查点抑制剂（Immune checkpointblockade,ICB）在肿瘤治疗领域广泛应用,然而,胃癌ICB治疗有效率却不尽如人意。筛选免疫治疗获益人群是提高ICB有效率的重要手段,而获益人群筛选依赖于生物学标记物检测,目前PD-L1、TMB、MSI等基于肿瘤细胞的单一指标预测免疫治疗效果并不理想。而肿瘤微环境影响着肿瘤的生长、转移、治疗和预后等,基于肿瘤微环境的评分模型能更好预测ICB治疗反应。其中,量化肿瘤微环境的TMEscore评分模型能够较好预测胃癌ICB治疗效果,总体准确度高于PD-L1、TIM3等预测生物标记物。然而,目前大部分微环境的评价模型依赖于活检组织测序数据,而在胃癌中获取组织标本难度大,风险高,且难以实现动态取样。因此,探索基于胃癌免疫微环境的无创评价方法有助于胃癌患者分层及制定治疗策略。肿瘤相关成纤维细胞（Cancer-associated fibroblasts,CAFs）是肿瘤微环境（Tumormicroenvironment,TME）的重要组成部分,CAFs在肿瘤细胞的增殖、转移、免疫逃逸、化疗耐药和能量代谢中扮演着重要的角色,而更为重要的是,CAFs在微环境调控方面同样发挥了关键作用,CAFs可通过分泌细胞因子募集激活免疫抑制细胞,从而造成“免疫驱逐”的微环境。而其中,成纤维细胞激活蛋白（Fibroblast activation protein,FAP）选择性过表达于大部分实体瘤基质的成纤维细胞胞膜上,尤其是乳腺癌、结直肠癌、胰腺癌和胃癌等伴有促结缔组织增生反应的肿瘤,但在正常组织及良性肿瘤中低表达。因此FAP可以被特异性地用于识别CAFs,同时也是潜在的免疫抑制微环境成像靶标之一。68Ga标记成纤维细胞激活蛋白抑制剂-04（68Ga-FAPI-04）PET/CT成像能对肝癌、结直肠癌、低分化胃癌、头颈肿瘤精准成像,其特异靶向FAP有助于定量分析肿瘤微环境中CAFs浸润情况。然而68Ga-FAPI-04是否可用于评价肿瘤微环境从而指导ICB治疗仍然不得而知。因此,本研究旨在探索68Ga-FAPI-04 PET/CT在免疫抑制微环境成像方面的作用及胃癌免疫治疗疗效预测效能。研究方案1.分析FAP与胃癌免疫应答的关系NanoString队列纳入了 48位ICB治疗的胃癌患者。根据NanoString队列中胃癌患者对免疫治疗的应答进行分组,检测FAP在不同预后分组中的表达情况。在NanoString队列中通过ROC分析评估FAP对ICB治疗的预测能力。根据FAP的表达对TCGA-STAD、ACRG、IMvigor210队列的患者进行分组,分析FAP的表达是否与临床预后相关。2.分析胃癌微环境中FAP表达与免疫抑制特征的关系分析TCGA-STAD、ACRG队列中FAP表达与CAFs相关特征基因的表达情况,计算FAP高低表达组中免疫浸润细胞特征评分,包括肿瘤相关成纤维细胞、MDSCs、耗竭CD8+T细胞、M2型巨噬细胞以及Treg细胞。计算NanoString队列的TMEscore评分。3.评估胃癌组织免疫抑制性细胞的浸润情况对31个胃癌组织样本进行免疫组化染色,包括PD-1、MDSCs、M2型巨噬细胞,并进行定量分析,分析FAP表达与免疫抑制性细胞的浸润情况。4.评估胃癌患者FAPI摄取与免疫抑制性肿瘤微环境相关性募集21名晚期胃癌患者（FAPI队列）,在免疫治疗前进行18F-FDG和68Ga-FAPI-04 PET/CT成像;相应的胃癌标本进行免疫组化染色验证肿瘤中免疫抑制性细胞的浸润。部分胃癌标本进行转录组测序,计算TMEscore,使用Pearson相关系数衡量FAPI摄取与TMEscore的相关性。5.FAPI队列验证FAPI摄取预测胃癌免疫治疗效能对FAPI队列进行18F-FDG及68Ga-FAPI-04成像分析和免疫治疗的疗效评价,评估胃癌的FAPI摄取水平是否与免疫治疗疗效有关。计算FAPI的SUVmax值与不同免疫治疗预后之间的关系。研究结果1.FAP高表达提示胃癌免疫治疗患者预后不良在NanoString队列中,胃癌患者免疫治疗后无应答组（NonResponder）的FAP mRNA水平明显高于应答组（Responder）。ROC曲线分析发现,FAP相较PD-1、PD-L1、TIM3和PDCD1LG2预测准确度更高,其曲线下面积达到了 0.733。在TCGA-STAD、ACRG、IMvigor210队列中也证实了 FAP高表达与肿瘤患者预后不良有关。2.FAP表达与胃癌免疫抑制特征密切相关在TCGA-STAD和ACRG队列中,FAP表达升高,CAFs相关特征基因表达明显上调,且免疫抑制性细胞的浸润丰度增加。我们团队前期验证TMEscore是胃癌免疫治疗较为准确的预后生物标志物,TMEscore评分越高,ICB治疗疗效越好。在NanoString队列,FAP高表达的患者,TMEscore低评分,表明FAP高表达的肿瘤微环境呈现免疫抑制状态。3.FAP高表达组织中免疫抑制性细胞浸润增加胃癌组织微阵列的免疫组化染色显示FAP高表达组织中有更多的免疫抑制性细胞浸润,包括M2型巨噬细胞、MDSCs,并且PD-1的表达水平也明显上调。4.68Ga-FAPI-04高摄取提示胃癌免疫抑制性肿瘤微环境对68Ga-FAPI-04 PET/CT成像胃癌患者的肿瘤标本进行免疫组化染色,发现68Ga-FAPI-04摄取增高的组织中FAP表达增加,且MDSCs、M2型巨噬细胞浸润增多。Pearson相关性分析发现FAPI摄取与TMEscore评分呈负相关。68Ga-FAPI-04摄取增高提示免疫抑制性肿瘤微环境。5.FAPI高摄取的胃癌患者免疫治疗效果不佳对FAPI队列进行68Ga-FAPI-04 PET/CT成像及免疫治疗疗效评价,发现FAPI高摄取的胃癌患者其免疫治疗疗效欠佳,提示FAPI摄取值与胃癌免疫治疗预后相关,68Ga-FAPI-04 PET/CT可作为潜在预测免疫治疗疗效的无创手段。研究结论1.FAP高表达提示胃癌免疫治疗患者预后不良;2.FAP高表达提示胃癌免疫抑制性肿瘤微环境;3.FAPI摄取增多的胃癌患者免疫治疗疗效欠佳,提示68Ga-FAPI-04 PET/CT可用于胃癌免疫治疗的疗效预测。