王洁/王志杰教授团队揭示肿瘤特异性T细胞预测免疫治疗疗效机制

责编 | 酶美

探索针对PD-1/PD-L1抑制剂等免疫治疗的疗效预测标志物是近年来的研究重点。机体对肿瘤产生有效免疫应答的核心是肿瘤新抗原的生成-呈递以及被T细胞受体（TCR）识别，其中肿瘤特异性T细胞可识别HLA复合体并介导相应的杀伤功能。由于HLA分型以及肿瘤突变的随机性，肿瘤新抗原存在极高个体化差异，肿瘤特异性T细胞在不同的患者间也有所不同。目前肿瘤特异性T细胞的筛选需要在体外进行自体新抗原刺激以及后续的TCR测序验证，实验耗时较长，难以在临床上作为免疫治疗的用药参考，因此，亟需更为便捷的手段来评估肿瘤特异性T细胞的水平。既往多个研究指出，肿瘤浸润淋巴细胞中的PD-1+CD8+T细胞亚群，是在PD-1/PD- L1抑制剂治疗干预下起到主要活化及杀伤功能的T细胞群体，此部分细胞在免疫检查点的影响下呈耗竭状态，并可在外周血中成功检测到。然而现有技术下，组织标本难以常规获取目标细胞亚群，因此，基于血液的非侵入性方法为肿瘤特异性T细胞的评估提供了新的视角。

中国医学科学院肿瘤医院的王洁/王志杰教授团队在2020年发表于Cancer Immunology Research的研究中首次通过流式分选获取外周血PD-1+CD8+TCR并将其免疫组库特征作为研究对象，发现其高多样性（diversity）与更好的免疫治疗疗效相关，且治疗过程中TCR克隆性（clonality）的监测有望帮助临床鉴别免疫假性进展，验证了这一细胞群体包含了可针对肿瘤的特异性T细胞。值得注意的是，该研究指出外周血PD-1+CD8+T细胞的免疫组库特征可能作为一种无创的检测方式，为肺癌免疫治疗获益人群的鉴别提供新思路【1】。

尽管上述结果为外周血中功能性T细胞的存在提供了依据，但由于血液中所含细胞种类繁多，大量存在的无关细胞为更准确的评估肿瘤特异性T细胞带来困难。

因此，该团队在上述研究的基础上更进一步对肿瘤浸润T淋巴细胞及外周血PD-1+CD8+T的TCR进行合并分析，计算组织/血液中共有TCR的平均频率，开发了新型的免疫应答指数（TIR index），以评估肿瘤微环境中特异性T细胞的水平。研究结果Weighting tumor-specific TCR repertoires as a classifier to stratify the immunotherapy delivery in non–small cell lung cancers TCR于2021年5月19日在Science Advances杂志上发表。

结果指出，共有 TCR克隆的平均频率可反映肿瘤在免疫治疗作用下的应答潜能，更有可能预示PD-1/PD-L1抑制剂治疗中获得疗效及生存获益。研究者推测TIR index对疗效的预测作用是基于其包含了肿瘤特异性T细胞。为了验证该假设，该研究将预测出的潜在肿瘤新抗原序列在体外进行新抗原肽段合成。随后将合成的肽段在体外刺激患者外周血来源的T细胞与DC细胞，找出并构建了可活化T细胞的新抗原肽段- HLA四聚体，通过该四聚体获取新抗原特异性T细胞亚群并进行TCR测序，结果发现基线时的TIR index包含新抗原特异性T细胞。因此，TIR index可反映肿瘤微环境中新抗原特异性T细胞的水平。

免疫微环境特征在肿瘤与免疫治疗的相互作用中起重要作用。该研究发现炎性因子释放水平、微环境中抗原呈递功能及免疫杀伤潜力均在TIR index高的患者中呈现优势。进一步对患者治疗过程中的外周血ctDNA及PD-1+CD8+TCR进行了动态监测，结果显示共有克隆频率的变化可能反映了存在于外周血的肿瘤特异性T细胞的活化，扩增及转运过程。佐证了TIR index在免疫治疗中应用价值，为免疫应答的机制提供了新的探索视角。

肿瘤特异性T细胞是近年来的研究重点之一，并可作为未来肿瘤新抗原疫苗及TCR- T治疗技术的基础。由于体外验证实验较为复杂，筛选功能性T细胞存在较高的技术门槛并难以用于临床实践。王洁/王志杰教授团队通过系列免疫组库分析及功能验证研究证实外周血PD-1+CD8+TCR可作为一种无创的方式来评估免疫应答的潜力，基于肿瘤浸润淋巴细胞与外周血PD-1+CD8+TCR的新型免疫应答指数TIR index可反映肿瘤特异性T细胞水平及其伴随的免疫微环境特征。据悉，该团队正在进行肿瘤抗原生成-呈递-识别的整合性分析，有望为免疫治疗优势人群的筛选提供新的思路。研究团队长期致力于肺癌分子分型及无创检测的转化研究，该系列研究进一步丰富了研究团队建立的肺癌无创分型体系，实现了无创分型向精细化免疫治疗的转化。

原文链接：

https://advances.sciencemag.org/content/7/21/eabd6971

参考文献

1. Han J, Duan J, Bai H, Wang Y, Wan R, Wang X, et al. TCR Repertoire Diversity of Peripheral PD-1(+)CD8(+) T Cells Predicts Clinical Outcomes after Immunotherapy in Patients with Non-Small Cell Lung Cancer. Cancer Immunology Research. 2020;8(1):146-54.