Cancer 文献解读| 免疫组库多样性对肿瘤治疗的重要性

导读:

Cell 子刊 Cancer Cell online 发表过一篇美国国立卫生研究院Xin Wei Wang课题组题为“Tumor Cell Biodiversity Drives Microenvironmental Reprogramming in Liver Cancer”的研究论文。

该篇论文选取了来自19 名患者的肝癌生物标本,结合单细胞转录组图谱。发现肿瘤内和肿瘤之间的恶性细胞存在不同程度的异质性,以及肿瘤微环境的不同景观(TME)。引人注目的是,具有较高转录组多样性的肿瘤与患者较差的总生存期有关。发现肿瘤多样性中的缺氧依赖性血管内皮生长因子表达与 TME 极化之间存在联系。此外,来自高度异质性肿瘤的 T 细胞显示出较低的细胞溶解活性。随后使用 765 个肝脏肿瘤的大量基因组和转录组图谱也还是发现了一致的结果。该研究结果提供了对肝癌多样化生态系统及其对患者预后影响的洞察,发现肿瘤细胞多样性越高,病人的生存越差。

慨括:

如果把肿瘤细胞比作“矛”,那么免疫系统就是我们体内天然存在的“盾”了。

该篇给大家介绍的文章就是讲“盾”的多样性对于肿瘤治疗的重要性了。

该文章是于2019年发表在International Journal of Cancer 的一篇文章。

这项研究共纳入了64名肺癌患者和31个健康人,其中18名患者为复发患者。

研究人员采集所有病人治疗前的血液和26个病人在治疗后的血液。

利用免疫组库检测技术对外周血中TCR的CDR3区域进行测序来判断TCR受体多样性。


 CDR3 

T/B 细胞表面有能特异性结合某种抗原的受体,叫做T/B 细胞表面受体 TCR/BCR (T/B cell recepter)。TCR/BCR 上存在一块区域叫互补决定区(Complementary Determining Region, CDR),包含CDR1、CDR2、CDR3。

其中CDR3的变化程度最高,在抗原识别中也起关键作用。

所以也就不难理解CDR3的多样性越高,识别抗原的能力也就越强,免疫系统越能对“异己”分子产生响应。


 免疫组库测序技术 

免疫组库测序(Immune Repertoire sequencing(IR-SEQ))是以 T/B 淋巴细胞为研究目标,以多重PCR或5’RACE技术目的扩增决定B细胞受体(BCR)或T细胞受体(TCR)多样性的互补决定区(CDR区),再结合高通量测序技术,全面评估免疫系统的多样性,深入挖掘免疫组库与疾病的关系。

文献解读:

研究结果发现在肿瘤病人中TCR CDR3的克隆类型数目(clonotype)和多样性(diversity)对比健康对照组低了不少。

具体来看(c、d图),J基因在肿瘤患者中的频率要显著的低一些,V基因则是大部分为健康对照组的频率高,少部分相反。

由此可见,肺癌病人外周血TCR组库和健康人有着显著的差异。



然后研究人员比较了不同临床因素对免疫组库特征影响,发现肿瘤的大小和转移的器官数目都对克隆数目和多样性有着显著的影响。

肿瘤越小的病人,其克隆数目和多样性分数越高,肿瘤转移的器官越少,其克隆数目和多样性分数也会越高。

他们还拿克隆数目和一些血液指标做了个相关性分析,发现中性粒细胞与淋巴细胞比值(NLR)和乳酸脱氢酶(LDH)和免疫组库指标之间存在显著的负相关。

我们可以看到大部分能够获得持久临床获益(DCB)的病人都有着正向的多样性改变。



术前术后TCR的overlap和预后也有着显著的相关性。

同时研究人员将术后diversity提高10%或者diversity稳定但有高的overlap的病人定义为“immune improved”。

结果发现,多样性显著升高或者有高overlap或者immune improved的病人预后明显得到提高。

总结:

总结全文来看,免疫组库的多样性越高,越能抵抗肿瘤和改善病人的预后。如同我们高中的生物学,生态系统越是复杂,生产者、消费者成分越是复杂,越能抵抗外来因素的影响,免疫系统亦是如此。TCR 多样性作为晚期肺癌疾病发展和预后的有用指标,可用于指导未来的免疫治疗。


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