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《自然·医学》:逆转免疫治疗耐药有新招!科学家首次发现,TIL过继细胞疗法可有效逆转

日期:2021-10-31 20:21:01 来源: 生物谷 点击:

免疫检查点抑制剂(ICB)疗法虽然已在治疗非小细胞肺癌(NSCLC)中取得了不小的进步,但仍有很大一部分患者无法获益。与此同时,ICB联合疗法在临床应用中的效果也不太理想。例如联合铂类化疗时,临床数据显示大部分患者都会在12个月内出现肿瘤进展。
这其中一个不可忽视的原因是:NSCLC是免疫学上的“冷”肿瘤,缺乏活化的肿瘤特异性T细胞,这可能会造成对ICB的原发性耐药。因此,晚期NSCLC急需更有效的联合疗法,将它变成对ICB敏感的“热”肿瘤。
对于这个难题,能调节肿瘤免疫环境的自体T细胞过继细胞疗法(ACT)或许是一种有效的解决方案。
此前已有研究表明,使用从患者肿瘤中提取的浸润淋巴细胞(TIL)进行过继细胞治疗,能让一部分转移性黑色素瘤患者获得临床收益。实际上,TIL过继细胞治疗先前也曾在多种肿瘤中取得了一定的效果,包括胆管癌,宫颈癌,结直肠癌和乳腺癌;然而,这种方法尚未在转移性肺癌中开展临床试验。
前不久,来自杜克大学医学院癌症研究所的Benjamin C. Creelan领衔的团队,在著名期刊《自然·医学》上发表了重要研究成果。
为了验证TIL过继细胞疗法是否可以逆转NSCLC对纳武利尤单抗的耐药性,他们设计并开展了首项晚期NSCLC患者的TIL联合纳武利尤单抗的1 期试验 (NCT03215810)。
我们先来简单了解一下TIL过继细胞疗法是如何开展的。
这种治疗方式的前提是患者的肿瘤病灶可以进行切除活检。肿瘤组织从患者体内切除后,切成碎片,在高浓度细胞因子IL-2 环境下培养,以促进肿瘤组织中T细胞的生长。
值得注意的是,为了保证提取出的TIL不受ICB治疗的影响,Creelan和同事们选择在基线提取所有患者的自体TIL,而只有对一线ICB治疗产生耐药的患者会接受过继细胞治疗。
这项临床试验总共招募了20名NSCLC患者。其中一半患者吸烟或有吸烟史。患者的中位年龄为54岁(年龄范围38-75岁)。所有患者中有40%无PD-L1表达,30%的患者有>50%的癌细胞表达PD-L1(中位表达为6%)。
测序结果显示,20名患者的中位非同义肿瘤突变负荷(TMB)为1.5/Mb(突变负荷范围为0.1-10.2/Mb)。其中4名患者携带EGFR突变。有一半的患者之前未接受过系统性治疗,大多数患者病灶较大。
这个临床试验中的主要终点是安全性,次要终点包括客观反应率,反应持续时间和T细胞持久性。
在本研究中,所有患者首先接受纳武利尤单抗的单药治疗,进展后,再考虑是否接受TIL+ICB联合治疗。最终有16名患者接受了联合治疗,13名患者符合最终评估条件。
总的来说,在13名可评估的患者中,11名患者肿瘤负荷减少,靶病灶中位最大缩小比例为-35.5%(变化范围为+20至-100%)。
值得一提的是,两名患者在1.5年后取得了持续的完全缓解,其中包括一名无吸烟史且肿瘤突变负荷低的患者。在ICB治疗中,这类患者由于难以产生肿瘤特异性T细胞而不被看好,而这项结果提出了一个有趣的可能性,即扩增可识别少量突变或癌细胞抗原的T细胞,可以逆转“冷”肿瘤的免疫环境,产生持久的ICB反应。
考虑到患者在接受TIL过继细胞治疗之前还进行了体内淋巴细胞的清除(用环磷酰胺和氟达拉滨药物),研究人员想知道接受新的T细胞输入会对患者的免疫系统带来哪些影响,以及又有哪些T细胞对治疗产生了反应。
为了搞清楚这个问题,研究人员检测了TIL治疗后患者体内的肿瘤特异性T细胞,发现了能识别多种癌症突变的肿瘤特异性T细胞,而且在完全缓解的患者体内有更多的肿瘤特异性T细胞。在这些患者的外周血中,新抗原反应性T细胞克隆的数量也在TIL治疗后增加并持续存在。
在这个研究中,研究人员还在两名患者身上发现一些让人兴奋的现象。
其中一名携带EGFR6ΔEx19突变的患者(ID 25),对纳武利尤单抗产生了耐药性,但在TIL治疗后获得了完全缓解。后续分析发现,她的TIL过继细胞中不仅包含能够识别体细胞突变的T细胞克隆型,还包含了可以识别其肿瘤中异常表达的几种黑色素瘤相关(MAGE)癌-睾丸抗原(CTA)的克隆型。
这名患者在接受TIL过继治疗之后,有高达19种T细胞克隆型表现出了抗原特异性,并在体外活性测试中相对于对照平均数量增长了140倍。此外,这些T细胞克隆型在患者外周血中的水平也在治疗后显着增加,并维持了长达1年多的时间。
另一名患者(ID 09)在初始纳武利尤单抗单药治疗期间出现了新软组织转移,对TIL过继细胞治疗产生了完全反应。此患者的三个突变引发了CD4+和CD8+TIL和外周血T细胞的反应性。与患者25一样,在接受TIL过继细胞治疗后,其肿瘤特异性T细胞克隆型的数量有显着的增长,而且这一现象在单独使用纳武利尤单抗治疗时并不明显。
作者也进一步确认,与无反应者相比,TIL过继细胞治疗后,部分缓解或完全缓解的患者体内都发现了能识别肿瘤抗原的T细胞。值得注意的是,TIL过继细胞疗法包含了多种可识别肿瘤抗原的T细胞克隆型。
不难看出,这种多克隆型T细胞反应是通过多种基因突变和异常抗原表达抓住了狡猾的癌细胞,这或许就是逆转“冷”肿瘤免疫环境的关键。这也是TIL过继细胞疗法与重组单克隆受体的T细胞疗法(如CAR-T或TCR-T)相比在实体瘤治疗中的优势。
那么这些促成联合免疫治疗应答的T细胞都有哪些表型呢?
接下来Creelan和同事们重点分析了过继治疗T细胞的终末分化标志物。他们发现,所有TIL均高表达Tim-3和TIGIT。Tim-3和TIGIT的表达可能会抑制1型辅助T细胞(Th1)介导的免疫反应并促进耐受。这些标志物间接代表了T处于细胞功能受损或持久激活的状态。此外,一些患者还有着有高比例的调节性T细胞(Treg)。
通过对记忆T细胞分化标记的t-SNE(t分布随机邻域嵌入)分析,TIL的表型主要由终末分化的CCR7-CD45RA-表型的效应记忆T细胞(TEM)组成。终末分化细胞的高比例可能是由于在IL-2刺激下的长期体外培养(≥7 周)造成的。
与前面提到的T细胞数量增长相似,患者外周血中T细胞的表型也在TIL治疗后发生了持久转化,这种效果在初始纳武利尤单抗的单药治疗中并不明显。
为了测试种表型变化对于T细胞功能有怎样的影响,作者进一步比较了T细胞在TIL过继细胞治疗前后分泌细胞因子蛋白的能力。他们用多功能强度指数(PSI,一种衡量细胞疗法效力和疫苗效力的指标[8])针对12种细胞因子进行了单细胞测量,测试了多达1000个CD8+和CD4+T细胞在免疫刺激下的反应。
相比于免疫治疗前和纳武利尤单抗单药治疗,经过TIL过继细胞治疗后的多个时间点提取的外周血T细胞都显示出了PSI的显着增加。表型分析显示,外周T细胞表型在治疗后取得了类似于过继治疗TIL的CD8+和CD4+TEM的特征,随后逐渐恢复初始T细胞表型,作者认为这一现象可能与免疫重建或持久的免疫激活有关。
最后,为了探究这一持久的免疫变化,Creelan和同事们检查了多个时间点中T细胞的受体β链的互补决定区(TRV-β,每个T细胞克隆型独一无二的受体基序,可以反映循环中每个克隆群的总数)。通过分析患者肿瘤和外周血样本的TRV-β测序结果,作者发现注入的TIL克隆型在很大程度上取代了患者的基线外周T细胞库,然后在随后的几个月中逐渐减少。
以上的1期临床试验深度分析了ICB联合TIL过继细胞治疗对晚期NSCLC患者系统性的免疫调节,并首次揭示了TIL治疗可以带来持久的肿瘤特异性T细胞反应。
总的来说,Creelan团队的临床试验表明,晚期NSCLC中自体TIL的细胞治疗通常是安全且具有临床活性的。TIL联合疗法对ICB耐药的NSCLC患者具有临床益处,并有部分患者获得完全缓解。这一重要发现进一步推动了晚期NSCLC的个性化免疫疗法


(责任编辑:labwebx)

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