仅需5mL血液即可检测，科学家用新技术高效预测癌症免疫疗法疗效

近期，苏州大学赵军主任和刘密教授等联合在Advanced ScienceAnalytical Chemistry以期刊封面形式发表了两项重要研究成果 [1,2]。

研究人员分别基于对约 60 名肺癌与食管癌患者的临床观察，创新性地开发了一种基于负载肿瘤全细胞抗原纳米粒子的肿瘤抗原特异性 T 细胞检测技术。

该技术通过激活外周血中的广谱多克隆效应性肿瘤抗原特异性 T 细胞（ETAST，effector tumor antigen-specific T cells）并结合流式细胞术检测，能够全面准确地量化 ETAST 含量。

这两项研究不仅为外周血中广谱多克隆 ETAST 的检测提供了新方法，更为预测癌症免疫治疗（或化免联合治疗）疗效开辟了新途径。

该技术具有多重优势：

首先，它能准确检测患者外周血中的广谱多克隆的 ETAST，并与现有生物标志物检测形成互补，为临床决策提供更全面的信息；其次，该方法兼具检测全面性和高度特异性（包括结构和功能的双重特异性）；此外，其微创性（仅需约 5mL 外周血）、可持续监测、操作便捷性和成本效益高等特点，具有显著的临床应用价值。

值得关注的是，这一创新技术不仅适用于免疫治疗或化免联合治疗的疗效预测或评估，还可拓展至放疗、溶瘤病毒治疗及基于纳米药物等的治疗方案评价。

预测癌症免疫疗效标志物的关键：既要“知彼”更要“知己”

癌症是癌细胞与免疫系统相互对抗的结果，主要治疗方法包括免疫疗法和非免疫疗法（例如放疗、化疗和手术治疗等）。

近年来，癌症免疫疗法（如 PD-1 抗体、PD-L1 抗体和 CAR-T 细胞疗法等）已成为癌症治疗的一线疗法。然而，需要了解的是，该疗法仅对部分患者有效，且现有检测方法预测疗效存在局限性，因此开发能够预测癌症免疫治疗疗效的新型标志物显得尤为重要。

目前临床上的检测技术多聚焦于肿瘤细胞相关的指标，如检测 PD-L1 表达、肿瘤突变负荷、基因检测、循环肿瘤细胞检测，以及循环肿瘤细胞 DNA 检测等。

刘密表示，要战胜肿瘤细胞，关键是要“知己知彼”。然而现有的这些方法仅做到了“知彼”而未“自知”，目前尚缺乏能够全面准确检测自身免疫系统对肿瘤细胞特异性免疫反应能力的技术。

ETAST 是机体特异性识别和特异性杀伤癌细胞的“主力军”，其数量和活性最能反应癌症患者的肿瘤特异性免疫反应能力。

该团队创新性地开发了一种基于负载癌细胞全细胞抗原的纳米粒的 ETAST 检测技术，通过激活外周血中的 ETAST 并结合流式细胞术检测，能够全面准确地检测其含量。

大多数癌症免疫疗法治疗癌症，是通过激活患者体内预存已有的效应性 ETAST 或刺激产生新的 ETAST 来发挥作用的。因此，ETAST 的含量可用于表征免疫治疗效果。

每一种（1 个克隆）T 细胞只能特异性识别一种抗原，而癌症患者体内的肿瘤抗原种类预估有 104-106 种，因而可能会刺激患癌机体产生成千上万种不同的 ETAST。

要想全面准确检测出各种不同的 ETAST，就需要将各类 ETAST 与其他 T 细胞都区分开来。但是，如何将成千上万种不同的 ETAST 从其他众多的 T 细胞中区分出来是一大难题。

肿瘤抗原特异性 T 细胞检测技术的具体过程如下：

首先，收取待检测样本外周血、脾细胞、淋巴结组织或者肿瘤组织。

其次，分离得到外周血单个核细胞、脾细胞单细胞悬液、淋巴结细胞单细胞悬液或肿瘤组织单细胞悬液。

接着，将上述步骤制备的待检测样本与负载全细胞抗原的纳米粒子检测试剂共孵育, 这些纳米粒子负载了整个肿瘤的全细胞抗原，能够识别任何一种肿瘤抗原的 T 细胞都会被激活。

最后，通过流式细胞术检测激活的特异性 T 细胞的含量。

实际上，肿瘤抗原特异性 T 细胞与其他 T 细胞在结构上并没有明显的差异，因此如何区分它们充满挑战。刘密表示：“通过这种新方法，我们将结构上的差异转化为了激活态（识别肿瘤抗原后的 ETAST）与非激活态（其他 T 细胞）的差异。因此，只有能够特异性识别肿瘤抗原的 T 细胞才会被激活，从而实现 ETAST 的精准检测。”

根据研究结果，癌症患者外周血中的 ETAST 含量显著高于健康人外周血中的 ETAST 含量。而且，治疗效果与癌症患者外周血中的 ETAST 含量呈正相关。

也就是说，只有当免疫治疗有效时，癌症患者外周血中的 ETAST 含量才会上升，单细胞测序结果也证实了这一结论。

有望在药效评估和疗效监测等领域广泛应用

该方法的潜在应用场景广泛，涵盖药效评估、治疗过程监测和治疗后监测等。

在药效评估方面，通过对比用药前后的癌症（肿瘤抗原）特异性 T 细胞含量，可评估放疗、PD-1 抗体、PD-L1 抗体等免疫检查点抑制剂、癌症疫苗等免疫治疗方法的效果。

在治疗过程监测中，该技术能在放疗、免疫治疗过程中监测癌症患者外周血中癌症（肿瘤抗原）特异性 T 细胞的水平变化，为疗效评估和患者免疫状态监测提供客观依据。

在治疗后监测中，通过实时追踪患者治愈后定期检测癌症（肿瘤抗原）特异性 T 细胞含量，既可评估机体免疫系统对癌症的免疫监视能力，预测癌症复发几率，又能预测复发风险并指导干预措施的制定。

目前，该团队已经在苏州大学附属第一医院完成肺癌和食管癌中的临床试验，并正在更多癌种中开展临床试验。该技术拥有全球范围内独家专利，国内和日本的核心专利已经授权，且专利已进入美国、欧盟、加拿大、澳大利亚等市场。

除临床应用外，还技术还可用于新药研发、联合用药方案优化、溶瘤病毒疗法评估、疫苗开发及光热治疗等领域。而且，未来还有望作为一种非侵入性检测方法，用于良性/恶性肺结节或乳腺结节的辅助诊断，从而减少和避免不必要的穿刺等创伤性检查。

日前，相关论文以《高效免疫治疗预测因子：基于全肿瘤抗原纳米颗粒检测血液中多克隆效应性肿瘤抗原特异性 T 细胞》（Efficient Predictor for Immunotherapy Efficacy: Detecting Pan-Clones Effector Tumor Antigen-Specific T Cells in Blood by Nanoparticles Loading Whole Tumor Antigens）为题发表在Advanced Science[1]。

苏州大学曾惟标博士和硕士生王锦为并列第一作者，赵军主任、刘密教授和童新博士担任共同通讯作者。

另一篇论文以《食管癌患者免疫治疗高效生物标志物：血液中多克隆效应性肿瘤抗原特异性 T 细胞的检测》（Efficient Biomarker for Immunotherapy: Measuring Broad Clones Effector Tumor Antigen-Specific T Cells in the Blood of Esophageal Cancer Patients）为题发表在Analytical Chemistry[2]。

苏州大学王锦、曾惟标博士、薛姣博士是共同第一作者，刘密教授、赵军主任和秦颂兵主任担任共同通讯作者。

参考资料：

1. Zeng,W. et al. Efficient Predictor for Immunotherapy Efficacy: Detecting Pan-Clones Effector Tumor Antigen-Specific T Cells in Blood by Nanoparticles Loading Whole Tumor Antigens.Advanced Science(2024).

https://doi.org/10.1002/advs.202409913

2. Wang,J. et al. Efficient Biomarker for Immunotherapy: Measuring Broad Clones Effector Tumor Antigen-Specific T Cells in the Blood of Esophageal Cancer Patients.Analytical Chemistry96,48,19056–19065(2024).

https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c04049

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