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为探究 mTNBC 对 ICI 治疗响应与抵抗机制,研究人员对 PD-L1+ mTNBC 患者 PBMC 进行单细胞测序等分析,发现 CD33 + 髓系细胞表型差异是关键,其 IL1β 信号调控影响疗效,为治疗提供新方向。
三阴性乳腺癌(TNBC)因其缺乏有效治疗靶点,一直是临床治疗的难点。尤其是转移性三阴性乳腺癌(mTNBC),患者生存期较其他乳腺癌亚型更短。尽管 PD-L1 阳性 mTNBC 患者采用化疗联合免疫检查点抑制剂(ICI)的治疗方案展现出一定前景,但生存获益仍有限。因此,深入了解 mTNBC 对 ICI 治疗响应与抵抗的机制至关重要。在此背景下,美国克利夫兰诊所基金会等机构的研究人员开展了相关研究,其成果发表在《Communications Medicine》上。
研究人员为了明确 mTNBC 患者对 anti-PD-1/PD-L1 治疗及化疗响应与不响应相关的转录组和蛋白质组外周免疫细胞特征,采用了单细胞 RNA 测序(scRNAseq)、单细胞分泌组学和流式细胞术等技术。研究选取了经 FDA 批准的 ICI 治疗的 PD-L1+(CPS≥10)mTNBC 患者,收集其基线和治疗期间的外周血单个核细胞(PBMC)样本,其中响应组和非响应组各 3 例患者的匹配样本,共 12 份 PBMC 样本纳入分析。
研究结果如下:
- 单细胞测序分析细胞类型、亚群和丰度:通过 scRNAseq 分析 12 个样本的 74,032 个细胞,分为 T 细胞 / NK 细胞、B 细胞和髓系细胞三个主要区室。基线时,响应者的 B 细胞亚群(尤其是记忆 B 细胞)、中央记忆 CD4 + 和效应 CD4+、CD8+T 细胞丰度更高,而非响应者的 NK 细胞和 CD56brightNK 细胞丰度更高且有更多髓系细胞。治疗期间,响应者和非响应者的 B 细胞、T 细胞和髓系细胞丰度分布发生变化,如响应者的效应和记忆 CD4+、CD8+T 细胞增多,非响应者的幼稚 CD4 + 和 CD8+T 细胞增多。
- 淋巴细胞功能因治疗响应而异:对淋巴细胞区室进行差异基因表达和 GSEA 分析,基线时非响应者的记忆 B 细胞、效应记忆 CD8+T 细胞和 γ-δT 细胞中多条免疫相关通路富集。治疗期间,非响应者的效应记忆 CD8+T 细胞中 PD1 和 TCR 信号通路增强,效应 CD4+T 细胞中部分免疫相关通路富集,而 NK 和调节性 T 细胞中多条通路下调。流式细胞术显示,非响应者治疗期间 CD4 + 和 CD8+T 细胞频率下降,且 PD1 表达增强。
- 单细胞分辨率下 T 细胞分泌组的演变因响应而异:单细胞分泌组分析显示,响应者的 T 细胞分泌更多趋化和刺激细胞因子,且多功能性 T 细胞比例更高,尤其在治疗期间。CD4 + 和 CD8+T 细胞的细胞因子分泌模式在响应者和非响应者之间存在差异,基线和治疗期间的优势细胞因子不同。
- ICI 治疗前髓系细胞表型存在差异编程:对 CD33 + 髓系细胞进行 DEG 和 GSEA 分析,基线时响应者的 CD33 + 髓系细胞富集免疫激活相关通路,非响应者则富集异常信号通路。DEG 分析显示,响应者的 CD33 + 细胞中 HLA-DR 等免疫激活相关基因表达上调,非响应者中与免疫抑制相关的基因(如 IL1R2、AREG)表达上调。流式细胞术显示非响应者基线时髓系来源抑制细胞(MDSCs)频率更高。
- IL1β 在 ICI 治疗期间 CD33 髓系细胞表型定义中起核心作用:治疗期间,非响应者的 CD14 + 和 CD16 + 单核细胞中多条免疫相关通路富集减少,响应者的 CD14 + 和 CD16 + 单核细胞中 CD74 等基因表达上调,非响应者中 S100A12 等基因表达上调。非响应者治疗期间 MDSCs 频率增加且 PD-L1 表达上调。
- CD33 细胞耗竭恢复非响应者 PBMC 中的 T 细胞功能:CD33 细胞耗竭实验表明,非响应者样本中去除 CD33 + 细胞后,IL-2 等细胞因子的分泌恢复至响应者水平,证实了 CD33 + 细胞对 T 细胞功能的抑制作用。
- 短暂响应后迅速进展的患者重现免疫细胞表型的关键作用:对一例短暂响应后进展的患者分析显示,其 T 细胞频率和 PD-1 表达、MDSCs 频率及 PD-L1 表达的变化与整体队列结果一致,CD14 + 单核细胞中 IL1β 基因表达下调可能与病情进展有关。
研究结论表明,CD33 + 髓系细胞表型是 mTNBC 患者对化疗联合免疫治疗响应的关键决定因素,可通过外周血评估。响应者的 CD33 + 细胞表现出促免疫表型,与 IL1β 信号相关;非响应者的 CD33 + 细胞则呈现免疫抑制表型,抑制 IL1β 信号。这些发现为 mTNBC 的治疗提供了新的生物标志物和潜在治疗靶点,有望通过调节外周 CD33 + 髓系细胞功能,如刺激 IL1β 通路,增强免疫治疗效果,为改善 mTNBC 患者的预后带来希望。