基于转录组学解析新辅助化疗联合免疫治疗在可切除非小细胞肺癌中的肿瘤内在特征与免疫微环境调控机制

《Journal of Translational Medicine》：Deciphering tumor-intrinsic and immune characteristics in resectable non-small cell lung cancer treated with neoadjuvant pembrolizumab and chemotherapy

本研究针对可切除非小细胞肺癌(NSCLC)患者对新辅助化疗联合免疫治疗(NCIT)反应不均一的临床难题，通过全转录组测序系统分析26例II-III期患者基线及术后样本，首次发现MGAT5B和CEACAM6可作为预测病理完全缓解(pCR)和生存结局的关键分子标志物。研究揭示pCR患者基线肿瘤呈现抗原呈递基因(HLA-C/E/B2M)高表达特征，术后样本中免疫相关基因(IGHD/LILRA6/ICOSLG)显著上调，而非pCR患者术后CD8+T细胞浸润增强提示持续抗肿瘤免疫应答。该成果为NSCLC精准免疫治疗策略制定提供了重要理论依据。

　　

肺癌作为癌症相关死亡的首要原因，其中非小细胞肺癌(NSCLC)占比高达80%-85%。约三分之一NSCLC患者在确诊时处于可切除阶段，传统治疗方案包括单纯手术或术后辅助化疗/放化疗，但病理完全缓解(pCR)率仅5%-14%，5年总生存(OS)率约25%。尽管PD-1/PD-L1抑制剂 revolutionized NSCLC治疗格局，新辅助化疗联合免疫治疗(NCIT)在可切除II-III期NSCLC中展现出显著临床获益，但仍有相当比例患者治疗无效。因此，揭示NCIT应答异质性机制、寻找预测生物标志物成为亟待解决的关键科学问题。

研究团队对26例接受帕博利珠单抗联合化疗新辅助治疗后手术的II-III期NSCLC患者基线及术后样本进行全转录组测序，通过差异表达分析、免疫细胞浸润评估与生存分析等多维度解析，发现基线MGAT5B高表达与病理反应负相关(曲线下面积AUC=0.86)，且与较短无病生存期(DFS)显著相关。术后样本中CEACAM6高表达患者DFS和OS显著缩短。机制研究表明，pCR患者基线肿瘤呈现抗原呈递相关基因(HLA-C、HLA-E、B2M)、免疫检查点调节基因(BTN3A1、CD274)及天然免疫基因(HMGB1)高表达特征，术后则出现免疫球蛋白相关基因(IGHD、LILRA6)及共刺激分子ICOSLG上调。值得注意的是，非pCR患者术后CD8⁺T细胞浸润显著增强(P<0.01)，提示延迟性抗肿瘤免疫应答的存在。这些发现在独立临床验证队列中得到证实。

关键技术方法包括：1) 收集26例患者配对基线活检与手术标本进行RNA-seq建库与测序；2) 采用DESeq2进行差异表达分析(|log₂FC|>1且FDR<0.05)；3) 使用CIBERSORT算法估算22种免疫细胞浸润比例；4) 通过免疫组化(IHC)和免疫荧光(IF)在29例独立队列验证蛋白表达。

研究结果方面：

基线MGAT5B表达预测NCIT反应及生存

通过比较pCR与non-pCR基线肿瘤，发现8个差异表达基因(DEGs)，其中MGAT5B预测pCR的AUC达0.86。基因集富集分析(GSEA)显示pCR肿瘤富集于RIG-I样受体信号通路等免疫相关通路。基线免疫激活状态评分(IKCscore)在pCR组有升高趋势(P=0.095)。临床验证队列证实MGAT5B蛋白高表达与非pCR显著相关(P=0.002)。

术后样本的预后关联特征

术后pCR肿瘤中IGHD、LILRA6等免疫基因上调，CEACAM6表达降低。CEACAM6高表达与较短DFS(P=0.03)和OS相关，验证队列同样证实其预后价值。非pCR组术后 na?ve B细胞比例显著高于pCR组(P=0.03)。

NCIT治疗期间转录变化与TME浸润模式

配对分析显示，pCR组术后活化NK细胞、na?ve B细胞等显著增加，浆细胞、静息NK细胞减少。非pCR组术后CD8⁺T细胞浸润显著增强(P<0.01)。GO分析发现两组共同上调基因富集于淋巴细胞分化等免疫过程。

非pCR患者的术后免疫激活

进展与非进展非pCR患者比较发现，非进展组独特上调基因涉及TYROBP、TNFSF13B等淋巴细胞增殖相关基因，下调基因包含CX3CL1等凋亡信号通路成员，提示更稳定的肿瘤微环境特征。

结论与讨论部分强调，本研究首次系统描绘了NCIT治疗过程中NSCLC肿瘤微环境的动态演化图谱。MGAT5B作为新型糖基化酶，可能通过调控蛋白糖基化影响抗原呈递与免疫逃逸；CEACAM6作为细胞黏附分子，可能促进上皮-间质转化(EMT)与治疗抵抗。非pCR患者术后CD8⁺T细胞浸润增强现象提示部分患者可能存在延迟性免疫应答，为调整治疗策略提供新思路。研究局限性包括样本量较小、缺乏空间转录组验证等，但通过独立队列验证显著增强了结论可靠性。该研究为可切除NSCLC的精准免疫治疗提供了关键分子标志物和机制见解，对临床治疗决策具有重要指导意义。