全外显子测序评估肿瘤免疫浸润程度新方法

撰文 | 雪月

责编 | 兮

肿瘤组织的免疫微环境影响肿瘤进化，可以预测肿瘤对于免疫疗法的反应性以及治疗预后。免疫检查点抑制剂治疗已经成功的应用到肿瘤免疫治疗中。但大多数肿瘤患者对于免疫检查点抑制剂反应性较弱。免疫检查点抑制剂的效应主要由T细胞识别肿瘤相关抗原介导。虽然全外显子Whole-exome sequencing WES检测可以预测新抗原，肿瘤组织中T细胞的定量需要额外投入时间、试剂等，增加了免疫治疗的成本。

近日，来自伦敦大学学院的Nicholas McGranahan团队在Nature 上发表题为Using DNA sequencing data to quantify T cell fraction and therapy response 的文章。本文利用WES提出了一种新型定量检测肿瘤中T细胞的方法，该方法是基于TCR V(D)J重排和T细胞受体切除环 (T cell receptor excision circle，TREC) 丢失来对T细胞进行定量。

作者首先分析了WES中依赖于测序深度的肿瘤体细胞拷贝数变异（cancer somatic copy number alteration，SCNA），发现在TCRA中检测到的SCNA反映了T细胞的含量，而不是肿瘤的SCNA。为了利用此信号来量化T细胞含量，作者开发出了T cell exome TREC tool (T cell ExTRECT)系统。能够得出样本中T细胞的评分。T cell ExTRECT不依赖于样本是否新鲜以及处理方式，因此该方法可以应用于任何WES样本，可以分析肿瘤和血液样本中的T细胞。

为了评估T cell ExTRECT的准确性，作者使用了五种其他的方法来进行对比。首先作者用三种T细胞淋巴瘤和13种结肠肿瘤细胞系的WES数据来验证，发现结肠肿瘤细胞系的得分为0，而T细胞淋巴瘤的得分则接近于1 。接下来通过与CDR3V(D)J得分、NGS测序数据、H-E染色的组织病理学TIL评分、RNA-seq数据对比发现T cell ExTRECT系统可以准确的评估出T细胞评分。

为了探索T细胞浸润的关键决定因素，作者首先分析了对应的血液WES数据。作者发现肺鳞状细胞癌的血中的T细胞评分高于来自于肺腺癌的血液样本，血液中的TCRA T细胞评分与对应的肿瘤组织中的TCRA T细胞评分明显正相关。这一结果表明肿瘤浸润的T细胞会与循环中的T细胞相互影响。接下来作者利用多种类型的肿瘤队列来研究免疫浸润的程度与基因组的联系。作者总共评估了来自12种肿瘤类型的731个肿瘤组织样本。肿瘤样本被分为热肿瘤、冷肿瘤或者异质性。作者发现同一个肿瘤组织中不同的取材部位免疫细胞浸润情况会明显不同。于是作者将同一肿瘤组织中TCRA T细胞评分高的与低的样本配对进行比较，分析发现TCRA T细胞评分高的样本，SCNA的异质性也高。作者接下来试图寻找是否存在特定的SCNA亚克隆与免疫浸润有关，即特定SCNA与TCRA T细胞评分有关。作者发现12q24.31–32缺失于TCRA T细胞评分明显降低有关。RNA-seq显示在12q24.31–32缺失和不缺失组中，SPPL3的表达变化最显著。而SPPL3的缺失会增强B3GNT5酶的活性，上调细胞表面鞘糖脂，进而阻碍HLA功能，减少CD8+T细胞活化，这一机制或许能够解释免疫逃逸，用于解释肿瘤进化。

分析TCGA中肺腺癌患者队列，作者发现TCRA T细胞评分高可以预测患者良好预后。对于免疫检查点抑制剂治疗，作者发现在对于免疫检查点抑制剂敏感的患者中，TCRA T细胞评分明显较高。

本研究表明TCRA T细胞评分可以作为免疫细胞浸润程度的检测指标，可以作为RNA-seq的代替方法。这也表明此系统将来能够在基础研究和转化研究中有重要应用价值。

原文链接：

https://doi.org/10.1038/s41586-021-03894-5

制版人：十一

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