文献分享

标         题：免疫治疗胸膜间皮瘤患者T细胞受体簇的动态和生存关系

发 表 时 间：2023年06月

发 表 期 刊：Journal for immunotherapy of cancer（IF=10.9）

研究背景

 由于T细胞介导免疫检查点抑制剂（ICI）的抗肿瘤反应，可以更好地预测ICI反应，了解是否与改善生存相关，帮助我们了解对肿瘤的适应性免疫反应，并指导基于T细胞受体（TCR）治疗的发展。 T细胞受体TCR最为核心的指标是互补决定区3 (CDR3)区，该指标与抗原的特异性高度对应。本研究将来自多个患者TCR可以分组成预测共享抗原特异性的簇。树突状细胞DC疫苗的文献研究发现，随着肿瘤反应性T细胞在肿瘤部位的浸润，PD1⁺CD8⁺ T细胞克隆的扩增加剧。另一篇anti-mesothelin CarT+PD1抗体联用也发现T细胞克隆频率与患者预后的改善相关，因此本研究以T细胞扩增频率与胸膜间皮瘤患者生存率正相关为目标，研究两项ICIs临床试验中TCR和生存期中间的关系。在这里，作者报告了在两项临床试验中对经ICI治疗的胸膜间皮瘤患者的TCR聚类及其预测意义的分析。

研究方法
作者纳入了一线治疗后接受纳武单抗(NivoMes, NCT02497508)或纳武单抗和伊匹单抗(INITIATE, NCT03048474)治疗的胸膜间皮瘤患者。对49例和39例治疗前和治疗后患者外周血单个核细胞(PBMC)样本进行TCR测序。这些数据通过TRUST4程序在45和35个治疗前和治疗后肿瘤活检样本的大量RNAseq数据中发现TCR序列，以及与600多名健康对照者的TCR序列进行整合。
 

研究结果
1.样本及其TCR簇获取
本研究目的是通过研究计算得出组织活检和PBMC中TCR簇与ICI治疗生存率之间的关系。表1描述了患者队列的特征。作者分析了来自三个来源的TCR序列(图1)：(1)健康对照(n≈210万)，(2)治疗前或治疗后6周胸膜间皮瘤患者的PBMC (n≈420万)，以及(3)治疗前或治疗中活检患者(n = 12200)。通过GIANA TCR聚类程序进行分析，鉴定出接近586,000个具有预测共享抗原特异性的TCR簇，每个簇平均包含4.6个单独的TCR序列。
 

2.治疗前TCR簇对免疫治疗生存率的影响
CD8A和CD4基因与肿瘤组织中鉴定的TCR簇标准化计数表达高度相关(图2A，B)。通过RNA-seq发现在高TCR簇计数的肿瘤活检样本中具有高CD8A和CD4表达。此外，在肿瘤活检中，治疗组样本中检测到的TCR簇数显著高于治疗前组样本(图2C)。这一发现与免疫反褶积分析一致，该分析发现ICI治疗后活检组织样本比治疗前样本中T细胞积累更多，表明ICI增加了T细胞克隆多样性(基于T细胞簇的增加)并向间皮瘤转运。另外，前1/3TCR聚类成员治疗前肿瘤活检患者（Hi T，n=14）的生存率明显高于后2/3的TCR聚类患者（Lo T，n=28）(图2D)。
 

同样，治疗前TCR簇数最高PBMC患者的生存期明显长于TCR簇数最低的患者(图3A)。作者推测组织和PBMC之间TCR共享克隆可能代表了全身抗肿瘤免疫的增强，并与生存率提高有关。在33例肿瘤组织和PBMC治疗前样本中，根据组织和PBMC中具有相同CDR3氨基酸序列和可变链TCR来估计共享克隆的数量(图3B)，发现存在337个共享克隆。在将肿瘤组织和PBMC测序数据标准化处理后，发现肿瘤组织和PBMC中的共享TCR克隆存在显著改善了OS (cox比例风险p=0.011)。在前1/3（Hi T，n=11）肿瘤组织和PBMC共享TCR克隆的患者OS明显优于后2/3共享TCR克隆的患者（Lo T，n=22）(图3C)。
 

3.免疫治疗对治疗后TCR簇和生存率的影响
 作者观察到在给药ICI后，肿瘤组织和PBMC中检测到的TCR簇生存趋势相似。肿瘤组织或PBMC中共享TCR簇在前2/3的患者应该比在后1/3的患者有更好的OS(补充图7 A，B)。此外作者还发现肿瘤组织和PBMC之间共享TCR克隆较少的患者（Lo T，n=7）比其他患者（Hi T，n=13）的预后较差(补充图7D)。虽然这些发现并不具有统计学意义，但表明了T细胞库扩增能力差或运输到肿瘤T细胞数量少的患者不太可能从ICI中获益。
 

4.常见TCR簇对免疫治疗应答和生存率的影响

作者调查了PBMCs中常见间皮瘤TCR簇与临床表现的关系。治疗前PBMCs中，作者确定了29个TCR簇，每个簇至少在12例患者中发现。除1例患者外，所有病例在这些TCR簇中至少有1例TCR克隆。在热图中，根据顶部的树状图，列表示由无监督聚类对单个PBMC进行分组，行表示TCR聚类，作者注意到一组患者富集了常见的TCR聚类(绿色虚线右侧；图4A)。在绿色虚线右侧的集群（IC，n=18）中的患者在部分应答者中富集（p=0.003），并且存活时间比在该集群之外（NIC，n=31）和绿色线左侧（p=0.038）的患者更长。这一组富含常见TCR簇的患者ICI临床反应的比例明显更高，OS也较好(图4 B)。

 最后，作者研究了治疗前和治疗后PBMC中TCR簇与生存结果的关系。发现有5例患者同时检测到这两种TCR簇，有5例患者检测到其中一种TCR簇，同时检测到两个TCR簇比仅检测到一个TCR簇相比具有显著的生存优势（HR<0.001，p=0.026），而未检测到TCR簇的患者生存率更低（HR=0.10，p=0.002；图4C）。作者搜索了这些TCR簇是否与任何已知抗原相关，包括间皮素。虽然这项搜索在作者数据集中的所有TCR簇中确定了近100个已知的TCR，包括仅在间皮瘤PBMC中检测到的29个TCR，但是这些预测性TCR簇的抗原特异性尚不清楚。

 

5.TCR簇与肿瘤微环境的关系
作者对具有高和低TCR簇的治疗前组织活检的免疫谱进行比较。通过多种免疫反褶积程序，发现在TCR簇更多患者肿瘤微环境中CD8⁺ T细胞明显更高(图5)。作者还发现高TCR患者肿瘤微环境中的B细胞和骨髓树突状细胞数量增加(图5)。这些数据表明TCR簇增加与肿瘤微环境有关，肿瘤微环境中CD8⁺ T细胞、B细胞和树突状细胞数量增加，并可能有助于改善生存结果，如图2C所示。
 

 

研究结论

在这项研究中，作者主要关注具有预测共享抗原性的T细胞受体（TCR）簇。因为这些TCR簇内T细胞可能是有效免疫检查点抑制剂(ICIs）反应的介质。由于本研究中大多数患者进行了治疗前和治疗后的活检组织，并与血液进行配对，所以作者的分析使我们能够比较肿瘤和外周循环之间T细胞簇动态，以及这些变化对患者预后的影响。

作者发现在ICI治疗后肿瘤内的TCR簇显著增加，这表明ICI促进了肿瘤的T细胞浸润。治疗前在肿瘤或血液中有较高TCR簇的患者OS有所改善。在肿瘤或血液样本治疗后的TCR簇和生存率之间也观察到类似趋势。此外，肿瘤和血液之间TCR簇一致性较高的患者的生存率也有所提高。发现具有较高TCR簇的患者具有富含较高数量的CD8+T细胞、B细胞和树突状细胞的肿瘤微环境。将TCR簇成员加入免疫治疗结果预测模型可以进一步增强其预测能力，发现TCR聚类评分高患者的OS明显长于TCR聚类评分低的患者，并且更加显著。最后，作者还确定了两个对OS具有强烈预测性的TCR簇。据我们所知，这是第一项显示接受ICI治疗间皮瘤患者特定TCR簇与生存结果相关的研究。

作者已经确定了两个TCR簇，它们与ICI治疗胸膜间皮瘤患者的生存率提高有关。如果得到验证，这两种TCR簇不仅可能对免疫治疗反应具有预测意义，而且还可能为基于TCR的治疗方法提供信息，并指导胸膜间皮瘤免疫原性新抗原的鉴定。TCR簇的分析可以提高预测间皮瘤免疫治疗患者的能力。肿瘤和血液之间共享TCR簇的存在对生存率有积极影响。这一发现表明，可以通过外周血中鉴定出肿瘤反应性T细胞，从而采用更少血液监测方法来预测ICI的反应。

艾沐蒽生物科技在TCR CDR3区的检测技术方面，拥有率先行业的技术实力。经过多年的研发和优化，能够获得更加稳定和精准的检测结果，助力TCR研究，为TCR的治疗方法提供更多信息。

 

什么是ImmuHub^®技术？

 

关于艾沐蒽

杭州艾沐蒽生物科技有限公司成立于2016年，是国际前沿的专注于免疫驱动医学技术的国家高新技术企业。创始人团队来自美国芝加哥大学，在2010年开始使用免疫组基因高通量测序技术开展各种疾病相关研究，于2016年通过自主研发，全国率先推出NGS-MRD血液肿瘤微小残留病（MRD）检测Seq-MRD^®，并授权泛生子（纳斯达克代码：GTH）使用。同时，公司拥有Immun-Traq^®肿瘤治疗伴随诊断、Immun-Cheq^® |T细胞免疫测评以及ImmuHub®免疫组测序科研服务产品，并布局有基于AI机器学习算法的T-classifier^®肿瘤早筛、单细胞测序、TCR-T和抗体发现等平台管线。目前为止发表了数十篇论文，其中包括：Nature(IF:65), Signal Transduction and Targeted Therapy(IF:40), Cellular and Molecular Immunology(IF:24), Nature Communications (IF:17)等多篇高分杂志。公司构建几十项发明专利和软件著作权为核心的自主知识产权体系，为医院临床、生命科学研究、新药开发等提供解决方案和产品。艾沐蒽专注于通过解码适应性免疫系统来改变疾病的诊断和治疗，并致力于推进免疫驱动医学领域发展。

 

杭州艾沐蒽生物科技有限公司

ImmunoDiagnostics | ImmunoMonitoring

免疫诊断 | 免疫监控

专注于免疫组高通量测序

                                                                        

长按关注艾沐蒽生物

 ImmuHub | Seq-MRD | Seq-SHM |  Immun-Traq| Immun-Cheq

Web：www.immuquad.com

Email：Contact@immuquad.com

Tel：0571-81061561

地址：杭州市上城区石桥路196号浙江省农创园4号楼1层