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免疫检查点阻断(ICB)疗法治疗癌症时,仅部分患者有效。研究人员针对非小细胞肺癌(NSCLC)开展研究,发现硫氧还蛋白(TXN)高表达与 “冷肿瘤” 形成及免疫治疗耐药相关,这为预测免疫治疗效果和开发新疗法提供方向。
肺癌,尤其是非小细胞肺癌(NSCLC),堪称全球癌症领域的 “头号杀手” 之一,其死亡率高得惊人。近年来,免疫检查点阻断(ICB)疗法的出现,为 NSCLC 患者带来了新希望,特别是针对 PD - 1/PD - L1 通路的治疗,能显著改善患者的无进展生存期(PFS)和总生存期(OS) 。但现实却很残酷,PD - 1/PD - L1 抑制剂的客观缓解率仅在 20 - 40% 左右,即便在 PD - L1 高表达的患者中,也只有约 50% 的响应率,而且很多患者还会逐渐产生耐药性。
为了攻克这些难题,同济大学附属上海同济医院等机构的研究人员踏上了探索之旅,他们的研究成果发表在《Respiratory Research》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先,从 GEO 数据库获取 NSCLC 接受 ICB 治疗后的单细胞 RNA 测序(scRNA - seq)数据集,通过生物信息学分析挖掘关键基因。同时,从 UCSC Xena 平台获取 TCGA - LUAD 和 TCGA - LUSC 的 mRNA 表达及 TMB 数据,用于评估免疫细胞浸润等。还构建细胞模型,对人 NSCLC 细胞系 A549 和 SK - MES - 1 进行基因操作,并开展多种细胞实验,如细胞增殖、迁移和免疫杀伤实验等。
下面来看看具体的研究结果:
- 高 TXN 表达与 PD - 1 抗体耐药相关:分析 12 例接受 PD - 1 抗体联合化疗患者的 scRNA - seq 数据,经筛选得到高质量细胞。基于标记基因注释细胞类型,提取上皮细胞再分群。差异基因表达和富集分析发现,非主要病理响应(NMPR)患者上皮细胞中多个通路上调,其中 TXN 在 LUAD 和 LUSC 患者上皮细胞中均上调,且在不响应 ICB 治疗患者中表达更高,因此选择 TXN 深入研究。
- TXN 与非炎性肿瘤免疫微环境相关:利用 ssGSEA 算法分析发现,高 TXN 表达的肿瘤中,CD8+ T 细胞、NK 细胞等免疫细胞浸润显著降低,提示与 “冷肿瘤” 形成有关。通过 TIP 分析平台发现,高 TXN 表达与癌症免疫周期多个关键步骤活性下调相关。此外,TXN 与多种损伤相关分子模式(DAMPs)、趋化因子受体及免疫刺激分子呈负相关,与部分免疫检查点分子存在特定相关性,表明高 TXN 表达可能抑制免疫反应和 T 细胞激活。
- 高 TXN 表达破坏免疫监视:在另一 NSCLC 数据集的单细胞水平分析中,按 TXN 表达高低分组。结果显示,“TXN - 高” 组 T 和 NK 细胞比例显著低于 “TXN - 低” 组,细胞间相互作用总次数减少但强度增加。“TXN - 高” 组肿瘤细胞与髓样细胞等的信号通路强度更高,且与免疫监视相关的分子及共刺激受体信号上调,同时 UPR 等相关通路也上调。
- TXN 促进肿瘤细胞增殖、迁移并抑制免疫杀伤:分析 TCGA 数据库及实验验证表明,TXN 在 LUAD 和 LUSC 组织中高表达。敲低 TXN 后,A549 和 SK - MES - 1 细胞增殖、迁移能力显著抑制,且 T 细胞对肿瘤细胞的免疫杀伤作用增强,说明 TXN 在肿瘤免疫逃逸中发挥重要作用。
- TXN 下调 CD40 表达:筛选与 TXN 表达相关基因,经 GO 分析发现涉及多个生物学过程。通过生物信息学预测及实验验证,发现 TXN 与 CD40 存在调控关系,敲低 TXN 可显著上调 A549 和 SK - MES - 1 细胞中 CD40 表达,提示 TXN 可能通过调节 CD40 表达促进免疫逃逸。
综合来看,该研究表明 NSCLC 患者中高 TXN 表达与免疫治疗反应不佳相关,可能是通过下调共刺激分子 CD40 导致 “冷肿瘤” 形成。这意味着 TXN 有望成为预测 ICB 治疗反应的生物标志物,针对 TXN 的抑制剂与 ICB 联合使用,或许能为 “冷肿瘤” 患者带来新的治疗策略,提高免疫治疗效果,为 NSCLC 的治疗开辟新方向 。不过,研究也存在局限性,如依赖公共数据库、缺乏前瞻性研究、TXN 表达最佳阈值未确定等,未来还需更多研究加以完善。