基于基线T细胞受体β/γ谱预测非小细胞肺癌免疫治疗应答及无进展生存期的组织与外周血生物标志物研究

《Scientific Reports》：Tissue and peripheral T cell receptor repertoire predicts immunotherapy response and progression-free survival in NSCLC patients

本研究针对晚期非小细胞肺癌(NSCLC)免疫检查点抑制剂疗效预测生物标志物缺失的临床难题，通过采集12例一线帕博利珠单抗治疗患者的基线组织与外周血样本，采用靶向TCRβ/γ的CDR3区域高通量测序技术，首次系统评估了基线TCR谱的预测价值。研究发现，应答者肿瘤浸润TCRβ均匀度显著较低，且特定TRBV/J基因使用频率与临床应答及无进展生存期显著相关，构建的随机森林预测模型在组织与血液中分别达到0.83和0.92的AUC值，证实TCR谱可作为极具潜力的免疫治疗疗效预测生物标志物。

　　

在肺癌这个全球发病率和死亡率最高的癌症类型中，非小细胞肺癌(NSCLC)占据了85%的病例。多数患者确诊时已处于晚期(III-IV期)，失去了手术机会。尽管免疫检查点抑制剂(ICIs)为无驱动基因突变的晚期NSCLC患者带来了新的希望，但仅有20-40%的患者能够从中获益。当前唯一获批的预测生物标志物PD-1/PD-L1免疫组化存在重复性差、缺乏标准化等问题，而肿瘤突变负荷(TMB)等替代指标也未能在实际临床中可靠预测患者反应。

在这一背景下，T细胞受体(TCR)谱作为潜在预测生物标志物引起了研究者关注。T细胞是抗肿瘤免疫的关键效应细胞，其受体通过识别肿瘤特异性抗原(新抗原)来介导癌细胞杀伤。每个T细胞的TCR由可变区和恒定区组成，其中互补决定区3(CDR3)直接参与抗原识别，其多样性由V(D)J基因重排过程中的随机核苷酸插入和删除决定，形成了能够识别大量抗原的独特TCR库。

由Manuel Pino-Gonzalez和Martín Lázaro-Quintela作为共同第一作者，Monica Martínez-Fernández为通讯作者的研究团队在《Scientific Reports》上发表了这项探索性研究，旨在评估基线肿瘤浸润和循环TCRβ/γ谱作为晚期NSCLC患者一线帕博利珠单抗治疗应答预测生物标志物的潜力。

研究人员采用了多步骤实验方案：首先从12例晚期NSCLC患者采集22份基线样本(12份FFPE肿瘤组织和10份外周血单个核细胞(PBMCs))；接着使用QIAGEN试剂盒提取DNA，并通过Oncomine TCR Pan-Clonality Assay进行TCRβ/γ CDR3区域靶向测序；最后利用Ion Reporter软件分析VDJ重排和主要TCR谱指标，包括丰富度、收敛性、多样性(香农多样性)和均匀度，并采用统计学方法评估其与临床病理特征、治疗应答和生存期的关联。

年龄与免疫治疗应答及肿瘤浸润均匀度的关联

研究发现应答者(R)比无应答者(NR)年龄显著更大(p=0.008)，且所有应答者均高于队列中位年龄(70.5岁)。同时，年轻患者(<71岁)的肿瘤浸润TCRβ和TCRγ均匀度显著高于年长患者(p=0.022和p=0.041)，但临床病理特征对免疫治疗应答预测指标的影响不大。

肿瘤浸润TCRβ均匀度与免疫治疗应答和无进展生存期的关联

应答者肿瘤浸润TCRβ均匀度显著低于无应答者(p=0.044)。以0.795为临界值，该指标预测应答的AUC达0.86(灵敏度60%，特异度100%)。低均匀度(<0.8441)患者无进展生存期显著长于高均匀度患者(p=0.013)。循环TCRβ均匀度也呈现相同趋势(p=0.139)。TCRγ在组织和血液中均显示相同趋势但未达统计学显著性。

肿瘤浸润和循环TCRβ TRBV/J基因使用与免疫治疗应答和无进展生存期的关联

特定TRBV/J基因频率与临床应答显著相关。应答者肿瘤浸润TCRβ TRBV6.5、TRBV11.3和TRBJ2.1频率显著较低，而循环TCRβ TRBV5.3频率较高，TRBV27、TRBV28、TRBJ2.1和TRBJ2.6频率较低。低TRBV11.3频率患者无进展生存期显著更长(p=0.002)，预测应答AUC为0.86；低TRBJ2.6频率患者无进展生存期也显著延长(p=0.003)，预测应答AUC达1.00。

组合TCRβ特征预测应答

研究人员构建了包含均匀度、TRBV6.5、TRBV11.3和TRBJ2.1的组织预测签名(AUC=0.83，灵敏度100%，特异度71.4%)和包含TRBV5.3、TRBV27、TRBV28、TRBJ2.1和TRBJ2.6的血液预测签名(AUC=0.92，灵敏度75%，特异度100%)。

研究结论强调，低肿瘤浸润TCRβ均匀度反映了特异性T细胞克隆的扩增，这些克隆可能识别了肿瘤表达的新抗原，但在免疫治疗启动前无法有效消除癌细胞。特定TRBV/J基因的差异使用可能与特定肿瘤新抗原的识别效率有关。虽然TCRγ谱显示相似趋势但未达显著性，可能与γδ T细胞受体重排的固有偏倚有关。

这项研究首次在晚期NSCLC一线帕博利珠单抗治疗患者中同步分析基线肿瘤浸润和循环TCRβ/γ谱，证实了TCRβ指标作为预测生物标志物的潜力。组织模型的高灵敏度可确保所有可能获益患者接受免疫治疗，而血液模型的高特异性和微创性为临床实施提供了实用优势。尽管队列规模较小且需更大样本验证，但研究为开发个体化免疫治疗策略提供了重要理论基础，尤其为解决当前PD-L1预测不足的临床困境提供了新方向。