Cancer Research | 艾沐蒽助力河南肿瘤医院发现PBL/PD1联合有效治疗PD1耐药患者的潜在机理

近日,河南省肿瘤医院(郑州大学附属肿瘤医院)高全立主任团队在《Cancer Research》杂志上,发表题为:T cell expanded from PD-1+peripheral blood lymphocytes share more clones with paired tumor-infiltrating lymphocytes的研究成果。

在这项研究中,作者创建了一种从PD-1 + PBL制备多克隆T细胞的高效方法,并表征这些细胞的表型和功能。艾沐蒽ImmuHub技术平台对样本进行TCR-β基因的高通量测序和TCR谱深度分析,确定了从PD-1+PBL扩增出的T细胞与TIL有更多的共享克隆。

高全立主任团队

摘要

肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)和PD-1+外周血淋巴细胞(PBL)均富集于识别肿瘤抗原的肿瘤效应性克隆。然而,TIL的T细胞受体(TCR)β链与PD-1+PBL扩增的T细胞之间的关系,以及PD-1+PBL扩增的T细胞是否可以作为TIL的替代物用于治疗癌症尚不清楚。因此,该项研究建立了一个从PD-1+PBL制备多克隆T细胞的高效方法,功能性T细胞分析和四聚体染色,显示了PD-1+PBL细胞相对反应了肿瘤效应T细胞。本研究对4例多线治疗失败并对抗PD-1产生获得性耐药的患者,用PD-1+PBL扩增的自体T细胞联合抗PD-1抗体进行治疗,其中3例出现缓解反应1例出现稳定反应,表明从PD-1+PBL中扩增出的T细胞可作为TIL替代物用于治疗癌症。对PD-1+PB的TCRβ链进行深度测序数据和分析的结果表明,从PD-1+PBL中扩增出的T细胞与配对TIL具有更多的共享克隆。

背景

肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)是针对肿瘤特异性抗原的T细胞富集的多克隆群体,通过过继细胞疗法(ACT)输注体外扩增的TIL对恶性黑色素瘤(MM)和其他癌症类型的患者有临床益处。然而,要制备TIL,需要新鲜的肿瘤材料,即使有这种材料可用,对于许多肿瘤类型来说,这一壮举也很难实现。因此,当TIL不可用时,需要替代方法来制备自体肿瘤效应性T细胞。Rosenberg及其同事证明,新抗原特异性T细胞可以从肿瘤患者的外周血淋巴细胞(PBL)中分离出来,特别是表达PD-1的T细胞,这为开发针对肿瘤患者的高度个性化T细胞产品提供了方法。然而,这些新抗原特异性T细胞的频率很低,只有通过大规模的体外扩增才能获得足够的临床应用细胞。因此,建立有效的分离和扩增PD-1+PBL的方法是非常有必要的。

除此之外,Gros等人还表明,在没有体外扩增的情况下,肿瘤浸润的T细胞受体(TCR)-β亚群和循环的CD8+PD-1+亚群之间存在相对高度的重叠。然而,经过长期体外扩增后,PD-1+PBL的TCR-β亚群是否会发生显著变化尚不清楚。因此,研究从PD-1+PBL扩增的T细胞与配对TIL是否具有相似的功能就显得尤为重要了。用免疫检查点抑制剂(如抗PD-1抗体)适当刺激免疫系统可治愈癌症患者。然而,只有少数患者获得长期、持久的反应,而大多数患者却产生耐药反应。因此,当抗PD-1治疗失败时,尤其是没有驱动基因突变的患者,迫切需要开发有效的治疗方法。先前研究表明,从对检查点抑制剂耐药的MM患者中分离出的T细胞具有功能性,可以介导肿瘤消退。另外,在使用Nivolumab治疗后进展的非小细胞肺癌(NSCLC)患者中观察到使用TIL对ACT的持久完全反应。然而,还没有临床证据支持从PD-1+PBL扩增的T细胞可用于治疗抗PD-1耐药患者的观点。

方法学

在这项研究中,作者创建了一种从PD-1 PBL制备多克隆T细胞的高效方法,并表征这些细胞的表型和功能。结合ImmuHub平台对样本进行TCR-β基因的高通量测序和TCR谱深度分析,确定了TIL的TCR-β和从成对PD-1 PBL扩增的T细胞之间的关系。最后,用PD-1PBL扩增的自体T细胞联合PD-1抗体,治疗了4例对抗PD-1产生获得性耐药的患者,其中3例出现客观反应。

从PD-1+PBL扩增出的T细胞与配对的TIL共享更多的克隆

分析每对TIL(未扩增)和从PD-1+、PD-1 PBL扩增的T细胞之间共享的氨基酸CDR3克隆型的数量。在配对PD-1+PBL扩增的T细胞中发现平均11.29%的肿瘤相关克隆型,并且该比例显著高于PD-1PBL扩增的T细胞(图1A和1B)。此外,还计算了从PD-1+PBL扩增的T细胞中共享TIL克隆的累积频率。尽管不同个体间存在差异,但从PD-1+PBL扩增的T细胞平均有35.11%与匹配的TIL重叠,比从PD-1PBL扩增的T细胞高出约3.5倍(图1C和1D)。此外,从PD-1+PBL扩增的T细胞比从PD-1PBL扩增的T细胞更容易识别出前50个TIL克隆(图1E)。这些结果显示,从PD-1+PBL扩增出的T细胞与TIL有更多的共享克隆。

图1

PD-1+PBL扩增T细胞与PD-1抗体联合治疗PD-1耐药患者

从PD-1+PBL扩增的T细胞在与TIL共有的克隆中富集,然而这些从PD-1+PBL扩增的T细胞是否可以作为TIL替代物来治疗肿瘤。为验证这个想法,研究招募了4名多线治疗失败并对抗PD-1产生获得性耐药性的患者,联合应用从PD-1+PBL扩增的自体T细胞和PD-1抗体治疗(图2A)。图2B显示了个别患者的最佳或最佳治疗方案。图2C显示了4名患者的病灶大小与基线检查结果的比较。图2D显示了计算机断层扫描(CT)扫描结果。综上,联合应用从PD-1+PBL扩增的自体T细胞和抗PD-1抗体治疗获得了一个新的结果,对抗PD-1治疗产生获得性耐药的肿瘤患者中有一位完全缓解(CR)、两位部分缓解(PR)和一位疾病稳定(SD),这些结果表明从PD-1+PBL扩增的自体T细胞可用于治疗肿瘤患者。

图2

总结与讨论:

从PD-1+PBL扩增出的T细胞与配对TIL之间的关系研究有限,而配对TIL是制备自体肿瘤效应性T细胞的主要来源。这项研究首先建立了一个从PD-1+PBL制备多克隆T细胞的高效方法。然后证明这些细胞富含肿瘤效应性T细胞。并且发现从PD-1+PBL扩增的T细胞与配对TIL共享更多的克隆,可以作为TIL替代物用于治疗肿瘤患者。

参考文献:

Li T, Zhao L, Yang Y, Wang Y, Zhang Y, Guo J, Chen G, Qin P, Xu B, Ma B, Zhang F, Shang Y, Li Q, Zhang K, Yuan D, Feng C, Ma Y, Liu Z, Tian Z, Li H, Wang S, Gao Q. T cells expanded from PD-1+ peripheral blood lymphocytes share more clones with paired tumor-infiltrating lymphocytes. Cancer Res. 2021 Jan 6:canres.2300.2020. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-20-2300.