每周好文献文献39非小细胞肺癌免疫

Evolutionofneoantigenlandscapeduringimmunecheckpointblockadeinnon-smallcelllungcancer

CancerDiscov.Dec28

IF：19.78

概述

主题：

该研究以4名免疫检查点抑制剂耐药的非小细胞肺癌（NSCLC)患者为对象，通过全外显子测序以及免疫组库测序，分析了治疗过程中肿瘤新抗原的演变过程，从免疫学角度阐述了免疫检查点抑制剂耐药的潜在机制。耐药后的组织与治疗前组织相比，丢失了7-18个突变相关的肿瘤新抗原（cMANAs），并且体外实验表明这些肿瘤新抗原产生的多肽能够刺激自体T细胞扩增。此外，这些缺失的肿瘤新抗原与TCR免疫组库改变相关。

意义：

首次通过免疫检查点抑制剂耐药前后的肿瘤新抗原的动态变化，揭示了免疫检查点抑制剂耐药的潜在机制，提出针对肿瘤新抗原进行免疫治疗的思路。

背景

肿瘤细胞非同义突变会导致蛋白氨基酸序列的改变，这些改变可能会形成肿瘤新抗原而被体内免疫系统认为是外物而引起抗肿瘤免疫反应。

有研究提示高水平的肿瘤突变负荷以及肿瘤新抗原与NSCLC免疫检查点抑制剂长期治疗受益相关。

免疫检查点基因表达上调，HLA单倍体缺失以及HLA、JAK1/JAK2体细胞突变可能是免疫逃逸的机制，但免疫检查抑制剂疗效反应以及耐药背后的机制还未完全阐明。

患者信息

实验设计

根据肿瘤组织全外显子测序的基因变异结果进行抗原预测，同时结合外周血TCR免疫组库检测技术，分析免疫治疗期间肿瘤新抗原的改变情况。其中不同于仅做肿瘤突变检出的研究，该研究还依据预测的肿瘤新抗原合成的多肽和自身外周血T细胞体外共培养以验证肿瘤新抗原特异的TCR克隆扩增情况，增加结果的可信度。

耐药前后肿瘤新抗原变化分析

CGLU,CGLU,CGLU和CGLU四名获得性耐药患者中，治疗前组织分别检出,,和个非同义突变，分别预测的突变相关肿瘤新抗原（cMANAs）数目为,,和；

进展后组织分别检出,,和个非同义突变，预测的cMANAs数目为,,和。

前后两次突变检出比较，新增突变中有19%不能编码成肿瘤新抗原，而丢失的突变中，该比例为8%。提示新增的基因突变可能与肿瘤免疫反应相关性更弱。

CD（编码PD-L1）、PDCD1（编码PD1）、CTLA4、JAK1或JAK2基因耐药前后未发生新突变或拷贝数改变。同样的，HLA基因、B2M和抗原提呈相关基因也未发生变异。

耐药后组织（T2）与治疗前组织（T1）相比，完全丢失的cMANAs数目分别为18,10,7和6（图A）。与MHC结合亲和力≤50nM的肿瘤新抗原中，丢失的cMANAs相比新增或保留的cMANAs，其结合亲和力更强（14.5nMforlostneoantigensvs23.4nMor24.7nMforretainedorgainedneoantigens,respectively,p0.05）。此外，约1/4丢失的cMANAs含有锚着位或次要锚着位残基相关突变，影响MHC与肿瘤新抗原的结合能力。

亲和力数值越低，亲和力越强。

SLC26A7,PGAP1,HELB和ANKRD12等明确与肿瘤新抗原相关的突变在治疗前组织中（T1）存在，而在耐药后组织（T2）及对照组织中未检测到（图B）

体外验证肿瘤新抗原特异TCR扩增

除了MHC与cMANAs的结合能力外，T细胞对cMANAs的识别也是提高免疫反应的关键。研究者依据预测的cMANAs合成的多肽（对照为野生型多肽）和自身外周血T细胞体外共培养以模拟cMANAs特异的TCR克隆扩增情况。

患者CGLU中，其丢失的所有cMANAs多肽都能引起T细胞扩增。其中，相较于野生型多肽，HELBPS(SASPLSVV;图A),，PGPAYF(ISANAVEQIV;图B)和SLC26A7RQ(AFGSAHLFR和VIAFGSAHLFR;图C)，能特异性引起T细胞扩增。HELB突变(STPSASPLSV)和野生型(STPSASPLPVV)则都引起了T细胞扩增（图D）。其他患者也都显示类似的结果。

对于新增的cMANAs，患者CGLU和CGLU在体外共培养实验中无一展示出免疫原性，而患者CGLU中约30%新增的cMANAs的则能引起特异性T细胞扩增。

此外，研究者假设：随着免疫治疗耐药，cMANAs在治疗过程中丢失，特异性扩增的T细胞也将减少。

以CGLU患者为例，通过检测外周血TCR免疫组库，研究发现在免疫治疗疗效响应时，外周血T细胞中浸润到肿瘤组织那部分TCR克隆频率上升，达到高峰（最高达至44倍），但随着耐药产生，这部分TCR克隆频率也回落到基线期水平（图C）。

肿瘤新抗原丢失机制探讨

一般cMANAs丢失是由于含有cMANAs的肿瘤亚克隆被消灭，或者是肿瘤细胞中一次或多次基因事件引起的。

研究者通过分析治疗前后的组织变异，以上两种cMANAs丢失的机制均确认。其中通过全基因组结构改变分析，发现cMANAs丢失是由于染色体缺失和杂合性缺失（LOH）。

以患者CGLU为例，图A展示患者在免疫治疗过程中CT影像，患者在第4个月时检测到耐药产生。进展后的组织免疫组化结果显示，CD8+细胞密度（图F、G）以及PD-L1表达量（图H、I）均未发生改变。但是进展后组织检测结果显示患者存在LOH现象，其中C17orf78、HSD17B1和WNK4三个cMANAs位于LOH区域，导致其丢失。

小结

该研究首次报道了在肺癌免疫治疗中，肿瘤新抗原丢失作为耐药机制的原因。

在耐药发生时，丢失的基因突变相较于新增的基因突变，更易编码成肿瘤新抗原，并且具有更强的MHC结合能力以及TCR免疫原性。

除了含有肿瘤新抗原的肿瘤细胞亚克隆被消灭外，染色体缺失和杂合性缺失也是导致肿瘤新抗原丢失的机制之一。

可针对潜在的肿瘤新抗原靶点进行肿瘤个体化治疗。

不足：

样本量小。

仅包含相对早期耐药的肿瘤患者的样品。

肿瘤异质性可能混淆肿瘤新抗原的分析结果。

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