肿瘤|《科学》子刊:T细胞未入肿瘤先“丧胆”,免疫治疗也“一筹莫展”

非小细胞肺癌(NSCLC)是肺癌中最常见的一类 。 携带EGFR、ALK、ROS1等基因突变的NSCLC患者 , 临床建议使用对应的靶向药物进行治疗 。 而携带KRAS突变NSCLC患者 , 则可采用免疫检查点阻断疗法(ICB)治疗[1-3] 。
从现有的研究来看 ,ICB的治疗效果跟与KRAS同时存在的其他基因突变有关 。 比如 , 同时存在KRAS和LKB1/STK11突变的肿瘤 , 往往浸润T细胞数量很少 , 对ICB治疗响应较差[4] 。
让人意外的是 ,在同时存在KRAS和TP53突变的NSCLC中 , 虽然有着丰富的T细胞浸润 , 但ICB的实际治疗响应率却也只有35%左右[3-4] 。 这种差异表明 , 在KRAS/TP53突变的NSCLC中 , 并非所有的肿瘤浸润T细胞都对ICB有反应 , 因此需要更好地了解肿瘤反应性T细胞的功能状态 。
有研究指出 , ICB对NSCLC患者的治疗效果受T细胞激发的PD-L1表达影响[5] 。 因为当肿瘤微环境内部分T细胞功能异常 , 可能就无法产生足够多的IFNγ来刺激PD-L1表达 。 据统计 ,在NSCLC患者群体中 , 肿瘤组织既有丰富T细胞浸润 , 又是PD-L1表达阳性患者比例恰好将近40%[6] , 很可能就对应ICB疗效好的那类人群 。 而PD-L1阴性、T细胞浸润的NSCLC患者对ICB的反应很差 。
由此研究人员推测 ,并不是所有T细胞在浸润到肿瘤组织后 , 都会对ICB治疗敏感 , 有可能存在一群“摸鱼”的T细胞 , 不能有效杀灭肿瘤细胞 , 也无法被ICB重启 。
近日 , 麻省理工大学生物学院的Stefani Sprange团队在 Science immunity 期刊上发表重要研究 , 就揭开了其中的奥秘[7] 。 他们发现:原来ICB治疗效果大打折扣是因为 有群异常的T细胞 , 它们甚至在进入肿瘤之前就发生了基因表达变化而功能紊乱 , 更无法被ICB重启杀伤肿瘤细胞的能力 。

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▲ 论文首页截图
为了搞清楚为什么有些肿瘤浸润T细胞不行 , Sprange团队先分别在小鼠的肺原位和皮下种植KP肺癌细胞(KRAS G12D突变和P53缺失)构建了两种体内肺癌模型 , 再给与相同ICB治疗 。 结果显示 ,ICB治疗对皮下瘤有效 , 而对肺原位瘤疗效甚微 。 研究人员发现肺部肿瘤内浸润的淋巴细胞远比皮下瘤内的更丰富 , 也说明 T细胞浸润数量并不是ICB效果的决定因素 。
接下来 , 研究人员将两处肿瘤内的免疫细胞进行单细胞测序 , 结果发现在皮下瘤内有较多高表达效应T细胞分化和耗竭基因的CD8+ c1 T细胞群;而在肺部肿瘤内则富集到了另外一群 CD8+ c2 T细胞 , 它们上调有关T细胞存活和归巢类基因的表达 , 同时还缺乏正常的T细胞耗竭基因表达 , 提示这类细胞可能处于异常的T细胞功能紊乱状态 , 因而降低了对ICB的响应 。 于是 CD8+ c2 T细胞被研究人员列为“首要嫌疑人” , 并命名为——TLdys 。
▲ ICB治疗响应较差的肺原位瘤中TLdys的基因分型
那么这群TLdys到底是哪来的呢?
研究人员又猜想肿瘤微环境可能是TLdys形成的关键因素 。 于是 , Sprange团队先将肺部和皮下瘤的T细胞分选出来 , 再打到Rag2敲除鼠体内(B和T细胞缺陷) , 并在数周后向该小鼠再次皮下注射KP细胞 。 结果发现 , 注射皮下肿瘤内T细胞依旧比注射TLdys更能延缓体内KP肿瘤的进展 , 表明 TLdys不会因所处的肿瘤微环境再发生改变 , 而是在早期就处于一种持续性的功能紊乱状态了 。

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研究人员决定继续追寻两种T细胞间的早期差异来源 , 于是回溯到T细胞进入肿瘤前的定居地: 分别是对应肺原位肿瘤的肺纵隔淋巴结(MLN) , 还有对应皮下肿瘤的腹股沟淋巴结(ILN) 。