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为解决联合放疗(RT)和 αPD - L1 疗法在临床应用中效果不一的问题,研究人员开展了关于联合疗法对肿瘤控制影响的研究。结果发现联合疗法可刺激肿瘤引流淋巴结中 CD8+PD - 1+TCF - 1+T 细胞,增强肿瘤控制。这为优化联合治疗方案提供了理论依据。
在肿瘤治疗领域,放疗(Radiotherapy,RT)和免疫检查点抑制剂的联合应用为癌症患者带来了新希望,但实际临床效果却参差不齐。就像在黑暗中摸索,虽看到一丝曙光,却难以真正抓住治愈的契机。联合放疗和 αPD - L1 疗法虽有潜力增强局部和远处肿瘤控制,可临床结果却变化不定,这让医生和患者都充满困惑。为了搞清楚其中的奥秘,来自美国埃默里大学(Emory University)等机构的研究人员开展了深入研究,相关成果发表在《Nature Communications》上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:采用小鼠黑色素瘤模型,通过给小鼠接种肿瘤细胞模拟肿瘤发生。运用流式细胞术(Flow cytometry)分析肿瘤、肿瘤引流淋巴结(Tumor - draining lymph node,TdLN)等组织中的细胞亚群。利用单细胞 RNA 测序(Single - cell RNA sequencing,scRNA - seq)探究细胞的转录特征和异质性。进行 T 细胞受体(T - cell receptor,TCR)测序分析肿瘤和 TdLN 中 T 细胞的克隆关系。
研究结果如下:
- 联合 RT + αPD - L1 促进肿瘤内 CD8+PD - 1+TCF - 1+和 TIM - 3+TCF - 1-T 细胞增加:研究人员在小鼠双侧 flank 接种表达淋巴细胞脉络丛脑膜炎(LCMV)糖蛋白的 B16F10 细胞(B16F10GP),对一侧肿瘤进行放疗(10 Gy x 1 或 8 Gy x 3),联合或不联合 αPD - L1 治疗。结果发现,联合治疗显著减缓了照射肿瘤和未照射肿瘤的生长,增加了肿瘤内肿瘤特异性 CD8+PD - 1+GP33+T 细胞、CD8+PD - 1+TCF - 1+和 TIM - 3+TCF - 1-T 细胞数量,以及 CD8+IFN - γ+和 IFN - γ+TNF - α+T 细胞数量。
- TdLN 为肿瘤提供 CD8+PD - 1+TCF - 1+T 细胞:研究证实肿瘤特异性 PD - 1+TCF - 1+T 细胞主要存在于 TdLN。给小鼠使用 FTY720 阻止淋巴细胞从 TdLN 和其他次级淋巴器官流出后,联合治疗诱导的肿瘤内 CD8+、PD - 1+GP33+T 细胞、肿瘤抗原特异性 PD - 1+TCF - 1+和 TIM - 3+T 细胞增加被阻断,肿瘤生长抑制作用也减弱。
- RT 促进 TdLN 中 PD - 1+TCF - 1+T 细胞的扩增和分化,αPD - L1 可增强该作用:通过连续过继转移实验,研究人员发现 RT 单独治疗可促进 TdLN 中 PD - 1+TCF - 1+T 细胞在肿瘤内的扩增和分化,联合 αPD - L1 治疗效果更显著。
- scRNA - seq 分析鉴定出 TdLN 中多个 CD8+PD - 1+TCF - 1+T 细胞亚群:对未处理小鼠的 TdLN 进行 scRNA - seq 分析,发现 CD8+T 细胞存在显著异质性,可分为至少 6 个不同亚型。TCR 测序显示肿瘤和 TdLN 中抗原特异性 T 细胞存在克隆关系。肿瘤浸润的 CD8+T 细胞高表达耗竭标记,而 TdLN 中的 PD - 1+CD8+T 细胞富含干性和激活标记。
- 联合 RT + αPD - L1 在 TdLN 中富集具有 I 型干扰素和迁移特征的 TCF - 1+TOX-亚群:对治疗后的 TdLN 进行 scRNA - seq 分析,发现联合治疗使 TdLN 中 TSTEM - 2亚群频率增加 10 倍以上,伴随 TSTEM - 1和 TPEX亚群频率降低。联合治疗导致 CD8+PD - 1+T 细胞中上调的差异表达基因数量显著多于单一治疗。TSTEM - 2细胞高表达迁移相关标记和 I 型干扰素反应基因,具有更强的细胞毒性潜能。
- TSTEM - 2从 TdLN 迁移到肿瘤并分化:通过过继转移实验,研究人员发现肿瘤特异性 P14 TSTEM - 2细胞在 RT + αPD - L1 治疗后可在血液中检测到,能迁移到肿瘤并分化为效应样细胞,下调 TCF - 1、CD62L,上调 PD - 1、GZMB 和 TIM - 3。
- CD8+PD - 1+TCF - 1+T 细胞是联合 RT + αPD - L1 增强肿瘤控制所必需的:研究人员构建了可特异性耗竭 TCF - 1+T 细胞的敲入小鼠。在联合治疗中,耗竭 PD - 1+TCF - 1+T 细胞显著降低了局部肿瘤控制和远隔效应,表明该细胞群对联合治疗增强肿瘤控制至关重要。
研究结论和讨论部分表明,该研究揭示了联合 RT + αPD - L1 治疗增强肿瘤控制的机制,即刺激 PD - 1+TCF - 1+T 细胞从 TdLN 迁移到肿瘤并在肿瘤内扩增和分化,同时在 TdLN 中富集具有特殊功能的 TSTEM - 2亚群。这为理解联合治疗的生物学效应提供了新视角,也为优化临床治疗方案提供了理论依据。在临床应用方面,研究结果解释了部分临床试验效果不佳的原因,提示在黑色素瘤治疗中,采用新辅助联合治疗方案,避免干扰引流淋巴结,可能增强抗肿瘤免疫反应。此外,研究也为克服对 TdLN 的依赖提供了研究方向,有望通过构建类似 TdLN 的微环境,突破肿瘤治疗的解剖和免疫限制,为癌症患者带来更多希望。