肺癌已成为我国发病率和死亡率最高的恶性肿瘤,严重威胁人民群众健康。虽然临床诊疗技术取得了了重大进步,但是并未根本上提升肺癌生存期。近年来以免疫卡控点阻断疗法为代表的肿瘤生物治在临床治疗黑色素瘤、膀胱癌、肾癌以及肺癌取得了重大突破,使人们看到了治愈肿瘤的希望。然而免疫疗法仅对部分患者有显著效果,提示该领域还有许多亟待解决的科学问题。免疫治疗是建立在对肿瘤微环境熟悉的基础上,因此探究免疫细胞亚群、免疫分子以及细胞因子等在肿瘤免疫微环境中的特征和临床意义非常必要。本论文主要探讨了肺癌免疫微环境中Th细胞亚群Th1、Th2、Th17以及髓源性细胞上亚群TEM和B7-H3⁺TEM在肺癌不同解剖位置上的表达、临床意义以及生物学功能。第一部分:肺癌微环境中Th亚群（Th1,Th2和Th17）表达及临床意义研究目的分析肺癌组织浸润的Th1,Th2和Th17表达特征和临床意义。研究方法收集初诊手术肺癌患者（n=54）癌灶、癌交界区、癌远端正常组织和淋巴结组织。组织块经消化处理成单细胞悬液后经PMA+Ionomycin刺激培养。利用流式细胞术检测不同解剖部位浸润的CD3⁺CD4⁺IFN-γ⁺Th1,CD3⁺CD4⁺IL-4⁺Th2以及CD3⁺CD4⁺IL-17⁺Th17辅助型T细胞亚群的表达情况。结合临床资料如肿瘤分期、淋巴结转移、肿瘤大小、肿瘤病理类型、患者性别和年龄等分析肿瘤部位浸润的Th亚群的临床意义。此外,结合术后两年生存资料,分析肿瘤浸润部位中Th亚群在肺癌生存预后中的价值。并利用体外刺激实验和临床样本分析,研究Th主要效应因子IFN-γ、IL-10以及IL-17对PD-1/PD-L1信号的影响。研究结果肿瘤癌灶浸润Th1占CD3⁺CD4⁺比例显著低于癌交界区、癌旁正常组织以及对应的淋巴结组织;肿瘤癌灶浸润Th2占CD3⁺CD4⁺比例显著高于癌交界区、癌旁正常组织以及对应的淋巴结组织;肿瘤癌灶浸润Th17占CD3⁺CD4⁺比例显著低于癌交界区,但与癌旁正常组织以及对应的淋巴结组织相比并不存在显著差异。进一步统计分析发现,癌灶中浸润的Th1与各临床参数均无显著性相关;Th2与病理类型密切相关;Th17与年龄因素显著相关。生存期分析显示,癌灶中Th1^low组2-years术后预后生存显著高于癌灶中Th1^high组肺癌患者;癌灶中Th2^high和Th17^low虽然也是预后良好的指标,但与Th2^low和Th17^high相比均不存在显著性差异。此外,我们还发现肺癌及癌旁非肿瘤组织中浸润组织中T细胞上均高表达PD-1分子,两者无显著差异;然而肿瘤组织浸润的CD45+CD14+单核巨噬细胞上PD-L1水平显著高于癌旁非肿瘤组织;体外刺激实验证实IFN-γ可以显著上调单核细胞表达PD-L1分子。研究结论利用流式细胞术较为全面的比较比较了肿瘤微环境中辅助性T细胞亚群Th1,Th2和Th17表达分布特征,并分析了癌灶中各亚群的临床意义,发现Th1^high是肺癌预后差的重要指标,这可能与IFN-γ可显著增强PD-1/PD-L1信号相关。第二部分:肺癌微环境中TEM以及B7-H3⁺TEM表达的临床意义和生物学功能研究研究目的肿瘤免疫微环境对于制定肿瘤免疫治疗策略非常关键,本部分研究聚焦肺癌组织浸润的一群新型髓源性细胞亚群CD14⁺Tie-2⁺TEM,在检测分析该亚群表达特征和临床意义的基础上,进一步对该亚群表达免疫共信号分子B7-H3临床意义和生物学功能进行了初步探讨。研究方法收集手术切除的56例肺癌癌灶、癌交界组织和癌远端正常组织以及部分外周血标本,组织标本消化、研磨、过滤获得单细胞悬液,并以流式检测CD14⁺Tie-2⁺TEM亚群以及B7-H3在该亚群上的表达情况;结合临床资料对检测指标进行统计分析;体外诱导实验分析B7-H3在单核巨噬细胞上表达调控机制以及B7-H3和B7-H3⁺单核巨噬细胞的生物学生物学作用以及对T淋巴细胞生物学作用的影响。研究结果发现癌组织以及交界和远端正常组织中TEM亚群比例较外周血显著升高,且癌交界处TEM水平与肿瘤分期密切相关。进一步研究发现,相比外周TEM亚群,癌组织浸润的该亚群主要表型特征为B7-1^lowB7-2^highB7-H1^highB7-H3^high。鉴于B7-H3的新颖性,选择该分子进行了进一步研究分析。结果发现癌灶、癌交界、以及远端正常组织中B7-H3在CD14⁺Tie-2⁺单核巨噬细胞上表达水平显著高于对应的CD14⁺Tie-2^-细胞亚群;且无论CD14⁺Tie-2⁺还是CD14⁺Tie-2^-单核巨噬细胞上B7-H3水平均呈现随着位置远离癌灶水平逐渐下降,且有显著性差异。临床统计分析发现,癌灶组织和癌交界组织浸润CD14⁺Tie-2⁺单核巨噬细胞上B7-H3表达与肿瘤大小密切相关,而在远端正常组织中B7-H3在TEM上表达水平与淋巴结转移密切相关,提示TEM上B7-H3水平在早期肿瘤呈现高表达。体外刺激分析发现,LPS,IFN-γ和PGE₂能够显著上调单核巨噬细胞上B7-H3表达;功能学实验证实B7-H3可以促进单核巨噬细胞分泌TNF-α。B7-H3⁺单核巨噬细胞能够显著促进CD4⁺T细胞活化和免疫卡控点分子Tim-3表达,然而对CD8⁺T淋巴细胞则未见到显著影响,显示B7-H3⁺单核巨噬细胞主要作用的靶细胞是CD4⁺而非CD8⁺T细胞。研究结论本部分较为系统的研究了肺癌微环境中TEM以及B7-H3⁺TEM亚群表达特征、临床意义以及生物学作用。生物学功能学研究发现B7-H3⁺单核巨噬细胞可以显著促进TNF-α分泌,且可以显著促进CD4⁺T细胞活化和负性免疫卡控点分子Tim-3表达,可能是其参与肿瘤免疫逃逸的重要机制。