Nature communications | 肿瘤浸润性T细胞的TCR测序可预测和预后癌症生存

导读:

T 细胞受体 (TCR) 库是否可以指示肿瘤浸润性 T 细胞的功能状态并确定癌症进展不同阶段的病程?本研究结果表明:使用治疗前肿瘤浸润性 T 细胞 TCR 的多样性可预测各种癌症的预后,且转移性黑色素瘤治疗前的浸润性T 细胞 TCR 克隆性可预测 PD1 阻断免疫疗法的活性和功效。

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对治疗前的肿瘤浸润性T细胞(TIL)的TCR测序,高克隆性的患者可从检查点阻断(CPB)的免疫疗法中获益。


在治疗前肿瘤样本中发现高TCR克隆性的患者有更长的总生存期(OS)且降低了死亡风险(图1AB)。并再用以往发表的数据做验证,也得到同样的结论(图1CD)。

图1

A.C:转移性黑色素瘤患者接受抗pd1药物治疗,治疗前TIL/Tc克隆率高(绿色)或低(橙色)

B.D:在同组数据中,TIL/Tc克隆对死亡相对危险的预测作用与A相同。蓝色曲线代表危险比(HR)函数,1对应0,上值对应HR > 1,下值对应HR < 1,曲线上的“Rug plot”表示预测因子的密度点状,阴影区域为95%置信区间。

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为了确保总生存期(OS)不会被随后的治疗所混淆,研究测试了TIL/TCR克隆性和PD1-CPB反应之间的相关性。


在两组转移性黑色素瘤患者样本数据中,发现治疗前TIL/Tc TCR克隆性与转移性姑息性和新辅助性PD1 CPB的反应可能性直接相关(图2E–H)。

图2

E.G:转移性黑色素瘤中的 PD1 CPB 治疗患者放射学反应(绿色)和进展(橙色)的治疗前 TIL/Tc 克隆分布的小提琴图

F.H:接受治疗的患者线性回归响应预测的操作曲线 (ROC)(曲线下面积图F为0.89 ,图H为0.81)

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TIL/Tc多样性对未进行抗PD1抑制剂治疗的黑色素瘤患者总生存期有预测作用。


对未接受PD1体外循环的黑色素瘤患者,分析癌症基因组图谱(TCGA)的TIL/Tc TCR库,发现TCR高多样性与更长的总生存期(OS)相关(图3B)。因此,在未接受抗PD1治疗的黑色素瘤患者中,治疗前TIL/Tc的高TCR多样性是OS的预后因素,并且在标准临床协变量中增加TCR多样性显著增加了预后C指数(从 0.646 到0.693,方差分析P  < 0.001)。为了根据这些发现量化累积黑色素瘤风险,作者还开发了一个列线图来辅助临床决策,并提供了使用示例(图3A)。

图3

B:TIL/Tc多样性高(蓝色)或低(粉色)患者的B生存曲线

A:黑色素瘤风险预后预测模型示例


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TIL/Tc多样性可预测多种癌症组织类型的总生存期。


该文章重点研究了平均TIL/Tc计数在所有癌症中处于最高四分位的癌症,包括乳腺癌(BRCA)、黑色素瘤(SKCM)、鳞状肺癌(LUSC)、肺腺瘤(LUAD)、胸腺瘤(胸腺)、透明细胞肾癌(KIRC)和睾丸癌(TGCT)。发现TIL/Tc中的高TCR多样性与所有这些癌症的生存率提高相关(图4B-L)。

图4

B-G:各肿瘤患者数据组中TIL/Tc TCR多样性高的患者(蓝色)和低的患者(粉色)的生存曲线

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总结:

以上数据结果显示,与黑色素瘤一样,在没有PD1阻断的情况下,在各种其他癌症中,TIL/Tc多样性是总生存期(OS)的预后因素,而治疗前TIL/Tc克隆性是抗PD1治疗反应的预测因素。结果也和治疗时TIL/Tc克隆性预测黑色素瘤免疫治疗的放射反应的观察一致。结果表明,TIL/Tc中的高TCR多样性可识别免疫系统在未接受抗PD1治疗的情况下肿瘤可长期控制的患者,而高TIL/Tc克隆性可识别哪些患者将产生有效的抗PD1诱导免疫反应。

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参考文献:

Valpione S, Mundra PA, Galvani E, et al. The T cell receptor repertoire of tumor infiltrating T cells is predictive and prognostic for cancer survival [published correction appears in Nat Commun. 2021 Jul 22;12(1):4588]. Nat Commun. 2021;12(1):4098. Published 2021 Jul 2. doi:10.1038/s41467-021-24343-x。


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