非小细胞肺癌新辅助化疗免疫治疗反应的T细胞亚群及细胞因子标志物研究
作者及机构
本研究的通讯作者为Yi Han（北京市结核病与胸部肿瘤研究所微创外科）、Hongtao Zhang（北京市结核病与胸部肿瘤研究所中心实验室）、Nanying Che（病理科）及Zhidong Liu（胸外科）。第一作者Ling Yi、Ziwei Xu和Tianyu Ma共同贡献。研究由首都医科大学附属北京胸科医院团队完成，发表于Cancer Immunology, Immunotherapy期刊2024年4月刊（Volume 73, Article 99）。
学术背景
研究领域：肿瘤免疫治疗与生物标志物。
科学问题：PD-1抑制剂联合化疗的新辅助治疗（neoadjuvant chemoimmunotherapy）可提高可切除非小细胞肺癌（NSCLC）患者的病理完全缓解率（pCR），但驱动肿瘤消退的免疫机制及不同病理反应的预测标志物尚不明确。
研究动机：尽管临床试验（如NADIM II、CheckMate-816）显示新辅助化疗免疫疗法可显著提升pCR率（45% vs 传统化疗的2-15%），但约半数患者无响应，亟需通过动态免疫监测筛选潜在获益人群。
研究流程与方法
研究对象：42例接受新辅助化疗免疫治疗的II-III期NSCLC患者，其中23例提供治疗前后配对血液样本，42例提供手术切除组织样本。
1. 外周血T细胞亚群动态分析
- 实验方法：流式细胞术检测CD8⁺T细胞（包括CD137⁺、PD-1⁺Ki-67⁺等亚群）和调节性T细胞（Tregs）频率。
- 关键步骤：
- 基线差异：对比pCR（19例）与非pCR（23例）患者治疗前的T细胞亚群差异。
- 动态变化：分析治疗前后CD8⁺T细胞增殖（Ki-67⁺）、活化（CD137⁺、CD38⁺）及细胞因子分泌（IFN-γ⁺）的变化。
- 新技术：采用mRNA测序（RNA-seq）分析CD8⁺T细胞和Tregs的功能相关基因表达谱。
2. 细胞因子谱分析
- 检测指标：IL-2、CXCL10（IP-10）、IFN-γ等10种细胞因子，通过流式微珠阵列（LegendPlex™）定量。
- 逻辑关联：细胞因子水平与肿瘤部位细胞毒性T细胞（CTLs）浸润密度的相关性。
3. 肿瘤组织免疫浸润评估
- 技术：多重免疫荧光（multiplex immunofluorescence）定量CTLs（CD8⁺）、Tregs（FoxP3⁺）及PD-1⁺细胞密度。
- 病理对照：pCR患者组织无存活肿瘤细胞，非pCR组残留肿瘤与免疫细胞交互区域为重点分析区域。
4. 数据统计
- 方法：GraphPad Prism 9.0和SPSS 23.0进行Mann-Whitney检验、ROC曲线分析（AUC评估预测效能）。
主要结果
基线预测标志物：
- pCR患者治疗前外周血的CD137⁺CD8⁺T细胞（p=0.0475）、PD-1⁺Ki-67⁺CD8⁺T细胞（p=0.0261）和Tregs（p=0.0317）频率显著低于非pCR组。
- 预测效能：三者AUC（0.75-0.74）优于组织PD-L1表达（AUC=0.61）。
治疗诱导的免疫激活：
- pCR组CD8⁺T细胞增殖（Ki-67⁺频率↑，p=0.0391）和活化（CD137⁺频率↑，p=0.0136）显著增强。
- 细胞因子：仅pCR组IL-2（p=0.0391）和CXCL10（p=0.0195）水平显著升高，与肿瘤部位CTLs浸润密度正相关（p<0.0001）。
组织免疫微环境：
- pCR组肿瘤部位CTLs密度（18.67% vs 10.12%，p<0.0001）更高，PD-1⁺Tregs密度（0.07% vs 0.33%，p=0.002）更低。
结论与价值
科学意义：
- 揭示新辅助化疗免疫疗法通过驱动CD8⁺T细胞增殖与活化（尤其pCR患者）发挥抗肿瘤作用。
- 提出CD137⁺CD8⁺T细胞、PD-1⁺Ki-67⁺CD8⁺T细胞及Tregs可作为无创性疗效预测标志物。
临床价值：
- 动态监测IL-2和CXCL10可反映CTLs向肿瘤部位的趋化效率，指导个体化治疗。
- 为优化“3+1+13”围术期治疗模式（如NEOTORCH试验）提供理论依据。
研究亮点
- 创新方法：首次联合外周血T细胞亚群动态分析与组织免疫微环境多维评估，建立非侵入性预测模型。
- 关键发现：
- 基线低频率CD137⁺CD8⁺T细胞和高IL-12p70/TNF-α水平预示更好疗效。
- IFN-γ⁺Tregs在非pCR患者中异常升高，提示其可能通过抑制DC1功能促进免疫逃逸。
局限与展望：需扩大样本验证标志物普适性，并探索IFN-γ阻断联合疗法对Tregs重编程的潜力。