鉴定一种新型的TIM-3靶向肽探针，用于指示SBRT联合抗TIM-3疗法对肝癌（HCC）的免疫调节作用

《Molecular Imaging》：Identification of a Novel TIM-3 Targeting Peptides Probe to Indicate the Immunomodulation of SBRT Combined with Anti-TIM-3 Therapy in HCC

肝细胞癌（HCC）中TIM-3高表达与肿瘤阶段、血管侵犯及患者性能状态显著相关。本研究通过构建TIM-3靶向近红外荧光探针，结合不同剂量立体定向放疗（SBRT）评估其动态表达变化，发现6Gy×3F SBRT可显著降低肿瘤及脾脏TIM-3+细胞比例。联合抗TIM-3治疗组肿瘤抑制率优于单疗组（p<0.05），且伴随CD8+ T细胞浸润增强。该非侵入性荧光探针为HCC免疫联合治疗提供了实时监测工具。

　　

摘要

目的

鉴于肝细胞癌（HCC）带来的日益严重的全球负担和高死亡率，免疫检查点抑制剂（ICIs）已成为一种关键的治疗手段。T细胞免疫球蛋白和粘蛋白结构域3（TIM-3）是一种在HCC中高度表达的新兴免疫检查点，由于其与耗竭的T细胞和抑制的免疫反应相关，因此被认为与不良预后有关。抗TIM-3疗法可能有助于激活HCC患者的免疫系统。立体定向体部放疗（SBRT）是一种精确的放射技术，能够激活肿瘤免疫并调节免疫检查点的表达。因此，预计抗TIM-3疗法与SBRT的结合将增强HCC患者的免疫反应。需要一种有效的方法来评估SBRT后TIM-3的表达情况，以提高治疗效果的协同效应。本研究旨在开发一种非侵入性工具，用于监测HCC中的TIM-3表达，并优化抗TIM-3疗法与SBRT的联合使用，以提高抗肿瘤效果。

方法

收集了HCC患者的临床数据和病理标本，通过免疫组化（IHC）技术评估肿瘤组织中的TIM-3表达情况。利用噬菌体展示技术筛选出一种针对TIM-3的12个氨基酸肽，并将其与荧光团结合，构建出近红外荧光（NIRF）探针。通过NIRF成像技术评估该探针对TIM-3的靶向能力及其在体内的分布情况。将TIM-3靶向探针静脉注射到小鼠体内后，通过纵向光学成像观察不同辐射剂量（0/4/6/8 Gy × 3F）下肿瘤内TIM-3表达的动态变化，从而确定最佳的辐射方案。SBRT后分离脾脏细胞，进行流式细胞术（FCM）分析以检测TIM-3⁺细胞亚群。确定最佳放疗剂量后，在四个组中评估治疗效果：SBRT单药治疗、抗TIM-3单药治疗、SBRT-抗TIM-3联合治疗和未治疗对照组。通过生物发光成像监测肿瘤消退情况，同时通过FCM定量脾脏CD8⁺ T细胞的扩增情况，以表征全身免疫激活情况。

结果

TIM-3在人类HCC组织中高度表达，其表达水平与肿瘤分期、血管侵袭状态和患者预后状况（PS）评分显著相关（p < 0.0001）。成功构建了针对TIM-3的肽探针。体内荧光成像显示，注射TIM-3靶向探针的小鼠肿瘤特异性荧光强度显著高于注射非特异性探针的小鼠（p < 0.0001），探针在注射后1小时达到最大肿瘤内积聚量。离体器官成像证实探针主要分布在肝脏和肾脏中。辐射剂量-反应分析显示，接受6 Gy × 3F SBRT治疗的肿瘤中TIM-3表达最低（p < 0.0001），同时脾脏中的TIM-3⁺细胞显著减少（p < 0.01）。值得注意的是，联合治疗组（SBRT + 抗TIM-3）的肿瘤抑制效果优于单药治疗组（p < 0.05），这一点通过生物发光成像得到验证。流式细胞术进一步显示，联合治疗组中脾脏CD8⁺ T细胞的浸润显著增加（p < 0.05），表明全身免疫激活得到增强。

结论

本研究提供了一种新的实时方法，用于监测HCC中的TIM-3表达情况，为SBRT诱导的免疫调节提供了重要见解。在确定的最佳剂量下，SBRT与抗TIM-3疗法的联合使用显示出增强的抗肿瘤效果，为HCC免疫治疗提供了一种转化策略。