掃碼聯系客服
T細胞衰竭（til）是T細胞功能障礙的一種特殊類型，發生在癌癥和慢性感染期間耗盡的T細胞的特點是效應功能的逐漸喪失，免疫檢查點抑制受體的高和持續表達，代謝失調，以及自我平衡自我更新的減弱。值得注意的是，在沒有抗原清除的慢性T細胞受體刺激過程中，T細胞衰竭伴隨著轉錄和表觀遺傳的重編程。
表觀遺傳的重編程：
指不改變基因序列的情況下，通過表觀遺傳修飾如DNA甲基化來改變細胞命運的過程。目前重編程主要指兩個過程：其一，分化的細胞逆轉恢復到全能性狀態的過程；其二，從一種分化細胞轉化為另一種分化細胞的過程。
現在，針對免疫檢查點受體，包括程序化細胞死亡-1 (programmed cell death-1, PD-1)和細胞毒性T淋巴細胞相關蛋白-4 (cytotoxic T lymphocyte-associated protein-4, CTLA-4)的研究已經被開發出來以使耗盡的T細胞恢復活力。在非小細胞肺癌(NSCLC)中，抗pd -1抗體，如派姆單抗和尼魯單抗，作為單一療法或與化療或其他免疫檢查點抑制劑的聯合療法，可顯著改善生存結果。然而，值得注意的是，只有一小部分患者從免疫檢查點抑制劑獲得治療益處。因此，需要在深入了解T細胞耗竭的基礎上進一步改進免疫治療策略，以改善患者的反應和結果。
在這項研究中，研究人員利用新鮮采集的手術切除的腫瘤組織，通過關注免疫檢查點受體的表達，來描述非小細胞肺癌中til的耗竭。進一步，研究人員進行了T細胞衰竭與臨床病理變量的相關性分析，如吸煙狀態、組織學亞型、EGFR或ALK的改變、PD-L1表達和生存結果。因此，研究人員構想了一個體外模型系統，在體內顯示抗PD-1反應，并提出了一種策略，以提高PD-1封鎖的治療效益。最后提出了一種外周血源性生物標志物來預測TME中T細胞衰竭狀態。
根據PD-1的表達將非小細胞肺癌患者的CD8+ til細分為三個不同的亞群
pd -1高CD8+ T淋巴細胞在腫瘤免疫微環境中富集，并高表達耗盡相關和激活相關分子。
(A- E)非小細胞肺癌患者外周血、正常癌旁組織、瘤周組織和腫瘤組織中CD8+ T淋巴細胞中PD-1的表達。
圖(A) 流式細胞儀;
圖(B) CD8+ T淋巴細胞中PD-1+;
圖(C) PD-1int;
圖(D) PD-1high 細胞的頻率;
圖(E) PD-1+ CD8+ T淋巴細胞中PD-1高細胞的頻率。
根據PD-1的表達在CD8+ til上表達耗竭相關分子和激活相關分子。CD8+ til中 (F, K) TIM-3+， (G, L) TIGIT+ ， (H, M) CTLA-4+ ，(I, N) ICOS+、(J, O) Ki-67+ 的細胞代表直方圖及頻率。
CD8+ til在抗cd3和抗cd28刺激下產生(P) IFN-γ，(Q) TNF， (R) IFN-γ和TNF，(S) 流式細胞儀圖。
通過上述實驗對PD-1相關分子的測量，將非小細胞肺癌患者的CD8+ TIL細分為三個不同的亞群
根據存在明顯的pd -1高CD8+ til, NSCLC患者可分為兩個亞組
具有代表性的流式細胞儀圖顯示了非小細胞肺癌患者的兩個亞群，即pd -1高表達和非pd -1高表達。(B) 患者分型及各亞組CD8+ til中PD-1表達的平均分布情況。
1. 非PD-1高表達和PD-1高表達CD8+ til細胞中(C) PD-1+ ,(D) PD-1+ TIM-3+ , (E)PD-1+ TIGIT+, (F) PD-1+ CTLA-4+, (G) PD-1+ ICOS+;
2. 非PD-1高表達的腫瘤浸潤FoxP3 CD4+ T淋巴細胞中(H) PD-1+、(I) PD-1+ TIM-3+、(J) PD-1+ TIGIT+、(K) PD-1+ CTLA-4+(L) PD-1+ ICOS+;
3. 非PD-1高表達和PD-1高表達FoxP3+ CD4+ til細胞中(M) PD-1+ , (N) PD-1+ TIM-3+, (O) PD-1+ TIGIT+ ,(P) PD-1+ CTLA-4+, (Q)PD-1+ ICOS+;
4. CD8+ til在抗cd3和抗cd28刺激下，非pd -1高表達者和pd -1高表達者產生 (R) IFN-γ, (S)TNF, (T) IFN-γ和TNF，(U)流式細胞儀圖。證實了TME中不同T細胞亞群耗竭過程之間的密切關系。就效應細胞因子的產生而言，與非PD-1高表達者相比，高表達者IFN-γ+和/或TNF+細胞的頻率更低。
非pd -1高表達和pd -1高表達的臨床病理變量和生存結局。
（A）性別分布，(B)吸煙狀況，(C)組織學，(D)致癌EGFR或ALK突變的存在，以及(E) PD-L1在非pd -1高表達和pd -1高表達中的陽性(1%和50%作為腫瘤比例評分)。(F) PD-L1表達作為非pd -1高表達者和pd -1高表達者的腫瘤比例評分。
分子靶向治療是目前非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer, NSCLC）最熱門研究的領域之一，表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor, EGFR）和間變淋巴瘤激酶（anaplastic lymphoma kinase, ALK）是NSCLC最重要的兩個驅動基因，早期研究認為是獨立的分子事件，相互排斥，但不斷有EGFR和ALK雙突變的病例或小樣本研究報道。EGFR和ALK雙突變作為罕見分子事件，發生率約為1%，其臨床病理特點還不很清楚，治療缺乏定論。本綜述匯總已發表病例報道，發現EGFR和ALK基因雙突變多見于女性、東亞、不吸煙、Ⅳ期肺腺癌，一線治療可選擇EGFR或ALK酪氨酸激酶抑制劑（tyrosine kinase inhibitors, TKIs）。
一. 表皮生長因子受體（EGFR）是原癌基因C-erbB-1的表達產物，是一種跨膜蛋白，是表皮生長因子受體家族第1個成員。表皮生長因子受體EGFR基因位于第7號染色體短臂上，有28個外顯子。其中EGFR酪氨酸激酶區域的突變主要發生在18～21外顯子，其中19和21號外顯子突變更為重要，尤其是19外顯子突變陽性，預示服用分子靶向藥療效較好。
二. ALK是一種間變性淋巴瘤激酶（Anaplastic Lymphoma kinase, ALK），2007年發現在肺癌患者中由于染色體倒位形成棘皮動物微管相關類蛋白4（EML4）基因與ALK 基因的重排（EML4-ALK），促使肺癌發生和進展。
接下來研究人員就ALK 與EGFR 進行了分析：
兩個非pd -1高表達和兩個pd -1高表達的PD-L1的代表性免疫組化圖像。(H J)所有患者非pd -1高表達和pd -1高表達的無病生存期(H;n=96)，野生型EGFR和ALK患者(I;n=55)，突變型EGFR或ALK患者(J;n = 41)。
研究人員根據PD-1的表達將CD8+ til細分為PD-1陰性、PD-1int和PD-1高表達人群。與pd -1陰性和PD-1int CD8+ T細胞相比，pd -1高CD8+ til表達耗竭相關和激活相關標志物。
更重要的是，pd - 1高CD8+ til的富集模式確定了兩個非小細胞肺癌患者亞組，并與組織學亞型、PD-L1表達、EGFR和ALK的改變以及之前未嘗試的96例大隊列患者的吸煙史相關，
(A B)與同型對照相比，CD8+ til中IFN-γ+、TNF+和IFN-γ+ TNF+細胞在刺激(A)和代表性的流式細胞儀圖(B)上的變化。
通過聯合阻斷PD-1和CTLA-4，成功實現了CD8+ TILs的體外恢復，證實了聯合免疫檢查點阻斷的有效性。最后，外周血中CD8+ T細胞表型與TME中CD8+ T細胞表型高度相關，提示通過采血進行無創生物標志物分析的有效性。為臨床提供了一種更有效的免疫治療策略。
在T細胞衰竭的過程中，T細胞經歷了獨特的細胞和分子過程，表現為效應功能的喪失、代謝惰性、自我更新能力的喪失和干細胞的喪失，以及表觀遺傳和轉錄的重編程。免疫檢查點抑制受體如PD-1和CTLA-4的上調明顯發生在T細胞衰竭時，突出了這些受體的藥物抑制的治療潛力，作為重新引導耗盡的T細胞對抗癌癥的新策略。
根據外周血PD-1+ T淋巴細胞的頻率可區分兩個非小細胞肺癌亞群。
（A）CD8+ til中pd -1高細胞與外周血CD8+ T淋巴細胞中pd -1高細胞的相關性。
（B）外周血CD8+ T淋巴細胞中非pd -1高表達和pd -1高表達的pd -1高表達細胞的頻率。
（C）受試者手術曲線，描述外周血pd -1高CD8+ T淋巴細胞頻率在區分非pd -1高表達和pd -1高表達時的表現。
（D）腫瘤浸潤FoxP3 CD4+ T淋巴細胞pd -1高細胞與外周FoxP3 CD4+ T淋巴細胞pd -1高細胞的相關性。
（E）非pd -1高表達和pd -1高表達的FoxP3 CD4+ T淋巴細胞中pd -1高表達細胞的頻率。
（F）受試者工作特征曲線，描述外周血中pd -1高FoxP3 CD4+ T淋巴細胞頻率在區分非pd -1高表達和pd -1高表達時的表現。
（G）腫瘤浸潤FoxP3+ CD4+ T淋巴細胞pd -1高細胞與外周FoxP3+ CD4+ T淋巴細胞pd -1高細胞的相關性。
（H）受試者工作特征曲線，描述外周血pd -1高FoxP3+ CD4+ T淋巴細胞頻率對非pd -1高表達和d -1高表達的區分性能。
參考文獻：
1. McLane LM, Abdel-Hakeem MS, Wherry EJ. Cd8 T cell exhaustion during chronic viral infection and cancer. Annu Rev Immunol 2019;37:457 95.
2. Blank CU, Haining WN, Held W, et al. Defining 'T cell exhaustion'. Nat Rev Immunol 2019;19:665 74.
3. Beltra J-C, Manne S, Abdel-Hakeem MS, et al.Developmental relationships of four exhausted CD8+ T cell subsets reveals underlying transcriptional and epigenetic landscape control mechanisms. Immunity 2020;52:825 41.
4. Kim CG, Jang M, Kim Y, et al. VEGF-A drives TOX-dependent T cell exhaustion in anti-PD-1-resistant microsatellite stable colorectal cancers. Sci Immunol 2019;4:1. doi:10.1126/sciimmunol. aay0555
5. Alfei F, Kanev K, Hofmann M, et al. TOX reinforces the phenotype and longevity of exhausted T cells in chronic viral infection. Nature 2019;571:265 9.
6. Scott AC, Dündar F, Zumbo P, et al. TOX is a critical regulator of tumour-specific T cell differentiation. Nature 2019;571:270 4.
7. Khan O, Giles JR, McDonald S, et al.TOX transcriptionally and epigenetically programs CD8+ T cell exhaustion. Nature 2019;571:211 8.
8. Wei SC, Duffy CR, Allison JP. Fundamental mechanisms of immune checkpoint blockade therapy.Cancer Discov 2018;8:1069 86.
使用PD-1阻斷重新激活腫瘤特異性T細胞已被確定為晚期NSCLC的標準手段。然而，以往的研究并沒有在臨床病理變量的背景下解決TILs的明顯衰竭特征，這在很大程度上限制了這些研究的臨床用途。
在這里，研究人員描述了非小細胞肺癌中PD-1表達差異的til的特性，這些特性與T細胞衰竭和激活的明顯特征相關。
此外，研究人員發現NSCLC患者在T細胞耗竭方面表現出了深刻的差異，這表明在個體患者水平上，對PD-1阻斷的不同反應依賴于til的離散耗竭特征。
研究人員證明了同時靶向免疫檢查點抑制受體可顯著恢復T細胞功能，并與當前的臨床試驗和治療策略關聯。
這一研究從非小細胞肺癌T細胞衰竭的角度，結合免疫檢查點抑制劑，從免疫治療的角度，為臨床治療提供思路。
同時，從理解T細胞衰竭生物學、推斷相關的生物標志物和設計未來的臨床試驗等方面來說，使用臨床樣本測量的T細胞衰竭特征具有治療意義。為til的耗盡特征決定對PD-1封鎖的響應提供了有力的證據。
