《最终诊断》周五黄昏741三年后的问候

最终诊断最新章节目录
   【明天10-11点】
    【明天中午放出】
    研究背景
    尽管在手术、放疗和分子靶向治疗方面取得了进展，非小细胞肺癌的死亡率仍然很高。针对程序性细胞死亡蛋白配体1PD-L1程序性细胞死亡蛋白1PD-1轴的ICIs通过激活细胞毒性T细胞活性来促进肿瘤细胞的杀伤。虽然这些抑制剂已经被批准用于晚期的治疗，但由于肿瘤微环境TME中存在多种免疫抑制屏障，大多数患者几乎没有临床获益。因此，迫切需要努力寻找能够克服这些屏障，提高ICIs疗效的免疫调节剂。RT具有潜在的免疫调节特性，因为它可以触发免疫原性细胞死亡和激活抗原提呈细胞，使肿瘤特异性T细胞交叉激活，不仅可以限制原发肿瘤的生长，还可以产生针对远处非内窥镜转移灶的全身性效应。不幸的是，最佳的RT剂量和潜在的分子机制取决于癌症的类型，对于非小细胞肺癌，包括诱导最佳免疫调节的测序和剂量/分割方案，目前还知之甚少。新出现的证据支持ICIs和RT联合治疗包括在内的各种肿瘤类型的可能性。一项I期试验显示，以前接受过放射治疗的患者在接受ICIs治疗的情况下比没有接受过RT治疗的患者有更长的无进展生存期。然而，由于之前的试验缺乏确定的分子机制，目前的临床试验测试这种组合是由经验选择指导的，而这些选择可能并不是最优的。在这里，我们提供了机械性的见解，可能会加速非小细胞肺癌RT和ICIs联合治疗的发展。
    ?技术路线?
    图片
    ?研究结果?
    特定剂量的RT可增强PD-1阻滞剂的疗效
    图片
    在正在进行的人类和鼠肿瘤的研究中，已经报道了不同剂量的低分割RT，并提出了剂量和分割的关键重要性。因此，我们首先优化了微计算机断层扫描μCT引导下的HKP1荷瘤肺RT方案，该方案可以提高PD-1抑制的治疗效果。我们测试了一种先前报道在乳腺癌模型中具有免疫调节活性的RT方案：8Gy连续3天8Gy×3，以及两种较低剂量的方案，4Gy×3和×3图1a。值得注意的是，4Gy×34Gy-RT联合PD-1抗体可显著控制肿瘤图1b，c并提高存活率图1d。此外，40%的小鼠无瘤存活，而仅接受PD-1抗体治疗的队列小鼠的无瘤存活率为10%。与单独抑制PD-1相比，×3和8Gy×3的其他剂量联合PD-1抑制并不能显著控制肿瘤或提高生存率图1e，f。
    通过联合治疗获得持久的T细胞活性
    图片
    为了阐明不同放疗剂量的不同影响，我们在最后一次放疗后1d放疗开始后第4天检测了T细胞浸润和细胞因子的产生。在所有被检查的队列中，4Gy-RT显示在肿瘤胰岛浸润的CD8+T细胞数量最多图2a和扩展数据图1a，在HKP1肺中干扰素-γ+/肿瘤坏死因子-α+/CD4+T细胞和GzmB+/CD8+T细胞数量最多图2b，c和扩展数据图1b。这些4Gy-RT诱导的T细胞活性与其抑制PD-1的协同作用是一致的。越来越多的T细胞被招募到HKP1肺部，逐渐获得功能障碍的表型，表现为CD4+T细胞的效应细胞因子表达减少，如干扰素-γ和肿瘤坏死因子-α扩展数据图2a，b。为了确定4Gy-RT是否增强了原有T细胞的功能，我们用S1P受体抑制剂治疗HKP1小鼠，可以阻止活化的T细胞从淋巴结流出扩展数据图2c。正如预期的那样，治疗通过减少循环T细胞扩展数据图2d，将4Gy-RT的效果局限于肺部原有的T细胞。与对照组相比，取消了4Gy-RT增加干扰素-γ+/肿瘤坏死因子-α+/CD4+T细胞和GzmB+/CD8+T细胞的能力扩展数据图2e。因此，在处理的小鼠中，4Gy-RT和抗PD-1联合治疗的效果被取消扩展数据图2f。这些发现表明，4Gy-RT并不能重新激活TME中原有的功能紊乱的T细胞。
    -RT治疗可激活TME中的肺驻留棒状细胞
    图片
    为了探索4Gy-RT诱导抗肿瘤免疫反应的机制，我们检测了RT诱导的树突状细胞DC的激活。4Gy-RT治疗既没有引起肿瘤细胞死亡扩展数据图4a，也没有增加支气管淋巴结中+交叉呈递的DC扩展数据图4b。接下来，我们对接受RT0Gy、4Gy或8Gy×3联合IgG或PD-1抗体治疗的HKP1肺进行RNA-SEQ分析。比较4Gy-RT组、0Gy模拟组和8Gy-RT无效剂量组在抗PD-1治疗前后的差异表达基因，倍增≥2和最小二乘平均≥5。通过将IgG队列中4Gy-RT上调的基因与抗PD-1队列重叠，我们识别了144个特定于该有效辐射剂量上调的基因图3a和扩展数据图5a。为了确定这4个Gy-RT特征基因的细胞来源，我们对接受0Gy或4Gy-RT的HKP1荷瘤肺进行了单细胞RNA-seq-seq分析。通过将144个签名基因投影到t分布随机邻居嵌入t-SNE图，我们发现这些基因在4Gy-RT后在气道上皮/棒状细胞簇中显著上调图3b。
    棒状细胞分泌体与联合治疗的疗效有关
    图片
    无论采用哪种耗竭方法，携带HKP1的肺对4Gy-RT的免疫反应均明显减弱，表现为T细胞向肿瘤胰岛的浸润显著减弱，效应细胞因子的产生减少CD4+T细胞中的干扰素-γ/肿瘤坏死因子-α和CD8+T细胞中的GzmB图4C和扩展数据图6d。值得注意的是，在HKP1荷瘤小鼠中，棒状细胞缺陷取消了联合治疗的疗效图4d。
    图片
    电子显微镜对棒状细胞的进一步表征显示，与对照组相比，从4Gy-RT治疗的肺中分离出的棒状细胞中分泌囊泡的数量增加扩展数据图8a，b。我们推测放疗后棒状细胞的分泌可能在提高ICIs疗效中起作用。为了解决这个问题，我们使用-转基因小鼠简称阻止棒状细胞分泌蛋白进入肺TME。突触体相关蛋白23是复合体的关键成分，它介导细胞内囊泡融合到膜上，调节胞吐。他莫昔芬治疗小鼠允许有条件的棒状细胞特异性缺失基因图5a，而不改变细支气管的完整性扩展数据图8c。对支气管肺泡灌洗液BALF的分析证实，与野生型对照相比，4Gy-RT治疗的小鼠的棒状细胞分泌组成分CC10显著减少图5b。与棒状细胞消融一致，缺乏抑制了HKP1肺对4Gy-RT反应中T细胞的浸润和激活图5c和扩展数据图8d。
    棒状细胞减少促肿瘤炎症
    图片
    球状细胞缺陷DT治疗小鼠的肺显示髓系/淋巴细胞比率增加，对照组和DT治疗小鼠分别为0.96和1.34，图6a。此外，杆状细胞缺陷肺中的髓样细胞表现出炎症介质的表达增加，如IL1b、和TNF图6b，据报道它们可以抑制适应性抗肿瘤免疫。我们推测这些棒状细胞介导的TME改变可能影响了T细胞效应器的表型。使用基于图形的分类，T细胞被分成9个簇图6c，每个簇的功能状态根据它们的特征基因来确定图6c和补充表2。我们观察到效应T细胞簇C5显示细胞因子、效应分子干扰素-γ和肿瘤坏死因子和T细胞活化标志物和表达增加，增殖T细胞簇C9显示颗粒酶和Ki67表达，调节性T细胞簇C8显示和表达图6c。值得注意的是，与对照组分别为2.63和1.96相比，去杆状细胞DT治疗降低了效应器、增殖T细胞和Treg细胞的比率C5+C9/C8。总之，这些-seq结果表明，RT激活的棒状细胞的存在有助于适应性抗肿瘤免疫，可能是通过限制HKP1肿瘤中髓系细胞介导的炎症。BALF样本的检测显示，与0Gy对照组相比，4Gy-RT显著降低了中IL-1β、和TNF-α的水平图6d，但在没有棒状细胞DT处理的或其分泌体的情况下，4Gy-RT未能减少这些炎症因子图6d。为了证明RT诱导的棒状细胞分泌体的临床相关性，我们在II期新辅助临床试验54中评估了接受RT联合ICIs抗PD-L1治疗的患者的血浆水平。分别于首次立体定向全身放射治疗SBRT前1d和末次SBRT后1d采集血浆。匹配患者的CC10血浆浓度比较放疗前和放疗后显示，大多数获得病理改善的患者在放疗后血浆CC10水平升高8人中有5人，而无反应的患者9人中有0人，P=图6e，表明棒状细胞激活与联合治疗的病理反应有关。综上所述，这些发现表明，RT激活的棒状细胞通过其分泌体抑制了HKP1肺中的肿瘤前炎症，从而增强了适应性抗肿瘤免疫。
    棒状细胞因子改善PD-1受体阻滞剂的疗效
    图片
    这些体外研究结果促使我们研究棒状鸡尾酒是否能反映4Gy-RT在改善体内PD-1阻断方面的效果。我们每天给HKP1小鼠鼻内注射棒状鸡尾酒每只小鼠每只蛋白，连续3d第11-13天，并联合PD-1抗体图8a。值得注意的是，与模拟对照相比，联合PD-1抗体的棒状鸡尾酒治疗可显著控制肿瘤并提高HKP1小鼠的存活率图8b，c。与4Gy-RT相似，支气管肺泡灌洗液分析显示，与对照组相比，棒状鸡尾酒治疗组小鼠的肿瘤坏死因子-α、前列腺素E_2和IL-1β水平较低图8d。最后，为了确定棒状鸡尾酒和PD-1抗体联合治疗是否能产生持久的抗肿瘤免疫，我们进行了肿瘤再攻击实验。事实上，与对照组相比，存活的小鼠在3-5天内清除了肺部的肿瘤细胞扩展数据图10e。总之，这些发现表明，棒状细胞分泌蛋白通过抑制免疫抑制的和增强T细胞功能来提高PD-1阻断的疗效。
    ?研究小结?
    在模型中，确定了一种特定剂量的RT，当与ICIs联合使用时，该剂量可使肿瘤消退并提高存活率。
    的免疫调节作用归因于激活的肺居留+棒状细胞。值得注意的是，具有棒状细胞特异性突触体相关蛋白23基因敲除的小鼠未能从联合治疗中受益，这表明棒状细胞分泌体起着关键作用。
    我们鉴定了八种棒状细胞分泌蛋白，它们可以抑制免疫抑制的髓样