肿瘤免疫动态与长期临床结局：IIIA期NSCLC新辅助化疗联合免疫治疗的生物标志物探索与个性化治疗策略

为解决可切除IIIA期非小细胞肺癌（NSCLC）患者新辅助化疗免疫治疗获益不均且缺乏可靠生物标志物的问题，研究人员开展SAKK 16/14试验的长期随访及转化研究，发现CD8+ T细胞空间分布、三级淋巴结构（TLS）大小、瘤内TCR多样性及外周血CD39+PD-1+CD8+ T细胞增殖与持续临床获益显著相关，为个体化治疗策略提供多维依据。

　　

肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因，其中非小细胞肺癌（NSCLC）占绝大多数。约20%的NSCLC患者在诊断时处于III期疾病，尽管可采取以治愈为目的的多模式治疗，包括明确的放化疗或手术切除联合术前（新辅助）或术后（辅助）化疗，但局部晚期NSCLC的5年生存率仍然不高。新辅助化疗与辅助化疗相比具有若干优势，包括因肿瘤缩小而改善可手术性，以及术前清除纵隔淋巴结（N2）受累。然而，围手术期化疗带来的5年总生存（OS）改善仅为5%。

免疫检查点阻断（ICB）疗法，特别是针对程序性细胞死亡蛋白1（PD-1）及其配体（PD-L1）的抗体，彻底改变了癌症治疗格局。在不可切除的局部晚期或转移性NSCLC中，PD-1和PD-L1抑制剂在随机试验中显示出显著且具有高度临床相关性的总生存获益，已成为标准治疗。这些结果促使ICB与化疗联合用于局部晚期可切除NSCLC的新辅助和/或辅助治疗。数项随机III期试验已证明，对于无可操作EGFR或ALK改变的可切除NSCLC患者，新辅助化疗免疫治疗优于单纯化疗。鉴于这些试验中观察到的无事件生存期（EFS）和OS的显著改善，新辅助或围手术期化疗免疫治疗已成为此类患者的新标准治疗。

然而，相当一部分可切除肿瘤患者并未从新辅助或围手术期ICB中获益，这凸显了对能够指导风险适应性临床决策的预测性生物标志物的迫切需求。在转移性患者中，PD-L1表达和肿瘤突变负荷（TMB）是ICB反应最广泛验证的预测生物标志物。对于围手术期治疗，PD-L1和TMB同样与阳性结局相关，但并非在所有反应指标中都得到明确证实。

新兴的诊断方法，包括单细胞蛋白和基因组学分析，以及数字病理学的空间分辨策略，能够全面表征肿瘤免疫微环境（TIME）。虽然肿瘤浸润CD8⁺ T淋巴细胞的存在增加已被认为是与更高反应率相关的预测标志物，但T细胞受体（TCR）库的深入分析正被探索作为新辅助ICB反应的预测因子。此外，近期报告表明ICB驱动肿瘤排斥不仅仅是通过重新激活已存在于肿瘤中的T细胞，而是通过增加新的、循环中的T细胞克隆募集到肿瘤床，这表明对系统性免疫反应的深入分析可能能够识别出可能与特异性抗肿瘤免疫相关的反应标志物。

在此背景下，由Dominic Schmid、Alfred Zippelius等多位专家领导的研究团队在《Nature Communications》上发表了SAKK 16/14试验的长期随访结果及相关转化研究数据。该试验针对患有可切除IIIA期（N2）NSCLC的患者，评估了序贯新辅助化疗（顺铂和多西他赛）联合围手术期抗PD-L1抗体Durvalumab治疗的长期临床结局，并深入探索了与持续临床获益相关的肿瘤免疫微环境及外周免疫系统的动态变化。

研究人员利用计算机辅助图像分析、TCR测序、质谱流式细胞术、光谱流式细胞术、血清细胞因子分析以及数字病理学等多种技术手段，对治疗前后采集的肿瘤组织和外周血样本进行了多维度分析。

研究结果显示，经过中位5.4年的随访，患者的中位EFS为4.0年，中位OS尚未达到，5年EFS率和OS率分别为46%和66%。通过数字病理学空间图像分析发现，CD8⁺ T细胞在肿瘤上皮内的定位至关重要，其高密度与改善的EFS显著相关。此外，治疗前活检组织中较大的三级淋巴结构（TLS）也与更好的EFS相关。基因组技术分析揭示，瘤内TCR多样性与治疗反应相关。在外周血中，持续获得治疗益处的患者体内可观察到循环性增殖CD39⁺PD-1⁺CD8⁺ T细胞以及治疗后升高的CCL15水平。

值得注意的是，尽管肿瘤突变负荷（TMB）和PD-L1表达在其他研究中被证实为预测标志物，但在此队列中，它们与临床反应均无显著关联。对肿瘤免疫微环境（TIME）的转录组分析发现，109个基因存在差异表达，但在根据肿瘤细胞含量进行校正后，仅VEGFA和DDX58两个基因仍保持统计学显著性，这表明肿瘤细胞含量是RNA表达分析的一个重要混淆因素。

在外周免疫细胞分析中，研究发现对治疗有反应的患者在其外周血中，PD-1⁺ CD8⁺ T细胞簇（同时表达CD39，一种与肿瘤抗原特异性T细胞存在相关的标志物）在化疗免疫治疗后发生扩张。相反，无反应者则表现出更高水平的CD57（一种T细胞免疫衰老标志物）表达CD4⁺ T细胞。特别重要的是，光谱流式细胞术分析揭示，在所有患者中，化疗后（TP2）这些推定的肿瘤反应性CD8⁺ T细胞中的增殖性Ki67⁺ 部分均出现一致性扩张，这可能反映了化疗后免疫细胞的稳态增殖。然而，在Durvalumab给药后，只有EFS较长患者的CD39⁺PD-1⁺CD8⁺ T细胞维持并进一步增加了其增殖能力，而EFS较短患者的该细胞群则未能进一步增殖。这提示持续的增殖能力可能与长期临床获益密切相关。

研究人员还发现，在常规树突状细胞（cDC）上表达的共抑制受体T细胞免疫球蛋白和黏蛋白结构域-3（TIM-3）的水平在无反应者中更高。尤其是在cDC1亚群（因其在抗肿瘤免疫中交叉呈递外源性肿瘤抗原给CD8⁺ T细胞的能力而备受关注）中，TIM-3在整个治疗过程中上调并维持在高水平。这提示TIM-3信号通路可能参与了免疫治疗的耐药机制。

在血清细胞因子分析中，研究人员从70多种细胞因子中筛选出10种进行深入分析。多维标度分析显示，有三名“精英应答者”在治疗后其血清细胞因子谱发生了显著变化，其中CCL15在治疗后表现出升高。通过分析已有的单细胞RNA测序数据集，发现CCL15在肺上皮细胞、少数癌细胞和髓系细胞中表达，其受体CCR1在浸润NSCLC的髓系细胞和CD8⁺ T细胞上表达。进一步分析表明，CCL15-CCR1信号轴可能参与将肿瘤特异性T细胞招募到肿瘤部位。在两名血清CCL15水平升高的精英应答者的外周血中，研究者观察到CD39⁺PD-1⁺CD8⁺ T细胞中增殖性CCR1⁺ 细胞的比例显著增加。

综上所述，这项全面的转化研究揭示了新辅助化疗免疫治疗后持续的临床获益与多种免疫动态变化相关，包括瘤内CD8⁺ T细胞的空间分布、TLS的存在与大小、瘤内TCR库的多样性、外周血中特定T细胞亚群的增殖状态以及特定的血清细胞因子水平。这些发现为开发预测性生物标志物和制定个体化的NSCLC新辅助治疗策略提供了重要的见解和依据。整合数字病理学与多重分析技术的综合方法，对于理解和优化肿瘤免疫细胞动态以改善治疗效果至关重要。未来的研究应侧重于在更大规模的对照试验中进一步验证这些标志物，并探索其指导个体化治疗策略的潜力。