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Cancer Cell: 晚期肾癌患者接受免疫治疗期间的肿瘤和免疫重编程特征

来源:本站原创 2021-04-06 00:14

2021年4月5日讯/生物谷BIOON/---对于晚期肾细胞癌(RCC)患者而言,免疫检查点阻断疗法仅能够对部分患者起到控制病情的作用,然而剩余患者产生耐受性的内在机制目前并不清楚。在近日发表于《Cancer Cell》杂志上的一项研究中,来自Dana-Farber癌症研究所的Eliezer M. Van Allen教授等人对恶性RCC患者接受免疫检查点阻断治疗前后的癌细胞以及免疫细胞进行了单细胞水平的转录组学分析。结果显示:对疗法有效果的部分患者体内毒性T细胞表达更高水平的抑制性受体分子,巨噬细胞接受治疗后转向促炎性特征。此外,癌细胞也存在两类不同亚群,其血管生成信号以及免疫抑制类信号的表达存在明显差异。癌细胞表面标志物的变化以及免疫抑制性基因的表达上调伴随着PBRM1基因的突变。这些发现表明,免疫阻断治疗会影响RCC的微环境,并且影响了癌细胞与免疫细胞之间的相互作用。

(图片来源:www.cell.com)

首先,作者从8位患者体内采集了肿瘤组织样本,其中7位已经发生了癌细胞的转移。在采集当天,有5名患者接受了免疫检查点阻断剂疗法,其中4位同时接受TKI治疗以及免疫检查点阻断治疗。之后,作者将收集到的细胞进行了单细胞测序以及高通量外显子测序。

所有接受免疫检查点阻断治疗的患者均接受了PD-1靶向抗体的治疗,因此作者认为该疗法可能会影响患者体内的免疫细胞特性。为了验证这一猜想,作者对淋巴细胞进行了聚类分析,并从中得到了12类不同的亚群,包括B细胞,浆细胞,NK细胞,NKT细胞,调节性T细胞,记忆以及效应辅助T细胞等。


(图1,RCC患者接受免疫检查点阻断治疗前后细胞特征分析)

进一步,作者发现CD8 T细胞可以分为四个不同的集合,其中一个亚群能够穿越细胞周期,另外一个高表达干扰素下游的MX1基因;剩余两类亚群高表达TNFRSF9,该基因负责表达一类叫做4-1BB的共刺激因子。此外,包括PDCD1(编码PD-1),HAVCR2(编码TIM-3)以及LAG3也有明显表达,并且在高表达4-1BB的细胞中上述基因的表达水平更为显著。在此基础上,作者发现4-1BB-Lo CD8+ T细胞在患者接受免疫检查点阻断治疗之后展现出GZMA 以及FASLG等基因的上调,意味着这些细胞具有向中末端方向分化的潜力。


(图2,RCC患者治疗后CD8 T细胞发生“重塑”)

在巨噬细胞方面,作者发现患者接受免疫检查点阻断治疗后,其巨噬细胞会向促炎性方向(即M1)发展,相关促炎性基因的表达水平明显上升。另一方面,对治疗有响应的患者体内肿瘤相关巨噬细胞中VSIR, VSIG4, PD-L2以及SIGLEC10等基因的表达水平明显高于无响应的患者。这些结果表明其同时存在抑制炎症反应的特性。


(图3,RCC患者治疗后肿瘤相关巨噬细胞发生促炎性转换)

在癌细胞方面,作者鉴定得到了两个不同的癌细胞亚群,它们彼此的基因表达图谱存在明显差异。其中TP1细胞中与细胞间粘附以及血管生成有关的基因表达明显较高,而TP2细胞则存在更高的糖酵解以及氧化磷酸化基因的表达水平。进一步,作者发现在接受了免疫阻断治疗之后,TP1细胞nectin-2发生明显上调,而TP2细胞中若干免疫抑制类基因的表达则有明显上升,这些变化将导致癌细胞更加有可能逃逸免疫细胞的杀伤。最后,作者发现TP1相关的基因表达与患者治疗后的存活率之间具有明显的相关性。

(图4,RCC患者治疗后癌细胞的分群以及特征分析)
 

综上,作者通过系统的单细胞转录组学手段,对RCC患者接受免疫阻断治疗后的不同细胞类型基因表达情况进行了分析,上述结果对于将来的RCC相关研究以及临床治疗手段的开发提供了新的思路。(生物谷 Bioon.com)

原始出处:Kevin Bi, Meng Xiao He, Ziad Bakouny et al., Tumor and immune reprogramming during immunotherapy in advanced renal cell carcinoma. Cancer Cell. (2021) DOI:https://doi.org/10.1016/j.ccell.2021.02.015

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