摘要:尽管免疫检查点抑制剂和化疗的组合疗法仍是目前转移性肺癌不可替代的治疗手段,大多数患者在治疗后2年内发生肿瘤复发或死亡。其中,免疫检查点抑制剂的失效因为缺少识别肿瘤抗原的T细胞。而细胞治疗可回输大量体外扩增的肿瘤反应性T细胞,达到高效清除肿瘤并预防复发的目的。作
尽管免疫检查点抑制剂和化疗的组合疗法仍是目前转移性肺癌不可替代的治疗手段,大多数患者在治疗后2年内发生肿瘤复发或死亡。其中,免疫检查点抑制剂的失效因为缺少识别肿瘤抗原的T细胞。而细胞治疗可回输大量体外扩增的肿瘤反应性T细胞,达到高效清除肿瘤并预防复发的目的。作为细胞治疗技术的一种,肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)治疗将肿瘤中的T细胞分离、活化及扩增到临床细胞治疗所需数量并回输给患者。回输的TIL细胞可识别多种肿瘤抗原,包括多种来源的肿瘤新抗原和肿瘤相关抗原。因TIL细胞对转移性黑色素瘤的治疗效果优于CTLA-4抗体,2024年2月,美国FDA批准TIL细胞治疗用于治疗转移性黑色素瘤,成为被FDA批准的第一款治疗实体肿瘤的细胞治疗方法。
TIL细胞治疗目前已在包括黑色素瘤、肺癌、头颈部肿瘤等在内的多种实体肿瘤中开展临床研究。其中,在国际首个TIL细胞治疗PD1抗体耐药的非小细胞肺癌的临床试验中,13例可评价的病例中有11例肿瘤缩小,其中包括2例完全缓解。但是,仍有患者或对TIL细胞治疗无应答,或在短暂应答后复发(本团队前期工作:Creelan & Wang, et al. Nature Medicine 2021)。因此,对TIL细胞治疗耐药机制的研究对该疗法的进一步改进至关重要。
近日,美国墨菲特癌症中心Creelan Ben和王超团队在Nature Cancer期刊发表题为
Impaired T cell and neoantigen retention in time-serial analysis of metastatic non-small cell lung cancer in patients unresponsive to TIL cell therapy的研究论文,从多价性TIL细胞和异质性肿瘤微环境两方面揭示了TIL细胞治疗肺癌的耐药机制,包括抗原特异性TIL在体内的耗竭、亚克隆肿瘤新抗原的丢失以及HLA杂合性缺失等,并提出未来TIL细胞治疗实体肿瘤的改进方向。作者首先建立了高通量筛选肿瘤新抗原和多种肿瘤抗原的方法,并进一步通过功能性克隆扩增和四聚体分选相结合的方法,鉴定出上百个来源于CD4 T细胞和CD8 T细胞的肿瘤抗原特异性TCR,得以对回输的抗原特异性TIL进行进一步分析。研究发现,TIL细胞治疗临床获益的患者其TIL细胞识别的肿瘤抗原数量显著高于未获益患者;TIL细胞治疗临床获益的患者所接受回输的肿瘤抗原特异性TIL的数量显著高于未获益患者。
作者接下来借助单细胞转录组结合单细胞TCR测序技术,比较了TIL细胞治疗获益组和未获益组之间肿瘤抗原特异性TIL的基因表达水平。结果表明,TIL细胞治疗获益组中肿瘤特异性CD8+TIL高表达穿孔素、颗粒酶、T细胞活化相关标志CD27以及迁移相关标志CD49a等,而未获益组中肿瘤特异性CD8+TIL高表达转录因子HOBIT和TRM标志ITGAE。而对于肿瘤特异性CD4+TIL,其在TIL细胞治疗获益组高表达IL7R、CXCR3和CXCR6等,而在未获益组高表达LGALS1、S100A6以及耗竭标志TIGIT等。作者同时对肿瘤抗原特异性TIL的基因表达特征进行GSEA分析,发现治疗获益组表达记忆性T细胞表型,而未获益组表达耗竭性T细胞表型,提示未获益组TIL持久性差。
通过多时间点外周血样本TCR测序分析,结合已鉴定的肿瘤抗原特异性TCR,作者证实,未获益组整体TIL和抗原特异性TIL持久性均显著低于治疗获益组。在一个典型病例分析中,该患者回输的TIL细胞中1/3均为KRAS/TP53新抗原特异性TIL,但却未获得临床受益。对其肿瘤抗原特异性TCR进行追踪发现,回输后该患者体内抗原特异性TIL在一个月内迅速减少,4个月后已无法检测到外周血T细胞针对上述肿瘤新抗原的反应性。此外,该患者复发肿瘤中发生HLA杂合性缺失,且丢失的HLA-A11正是递呈KRAS/TP53新抗原的HLA分子。
该临床研究的某些病例尽管TIL细胞体内持久性较好,但仍存在治疗后肿瘤进展。为了研究其TIL细胞治疗耐药机制,作者比较了治疗前后肿瘤样本的肿瘤突变基因,发现TIL治疗后肿瘤丢失了部分原有突变基因,并产生了大量新突变。进一步结合多区域全外显子组测序和PyClone分析发现,几乎所有TIL细胞可识别的亚克隆性肿瘤新抗原均被丢失,而克隆性肿瘤新抗原则得以保留,提示TIL细胞治疗的靶点特征及其对疗效的影响。
综上所述,Creelan Ben/王超团队通过针对肿瘤抗原及其特异性TCR的鉴定,对肿瘤抗原特异性TIL及其针对的肿瘤靶点进行了多时间点多组学动态分析,系统揭示了多价TIL细胞与异质性肿瘤微环境之间的相互作用,为开发下一代TIL细胞技术治疗实体肿瘤指出了方向。不可否认,该研究的样本来源于I期临床试验,样本量有限,研究结果仍需通过未来收集更多样本加以进一步分析和修正。
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来源:科学言午