PD1抑制剂为何存在未激活T细胞毒杀伤的现象——案例:怎样从阴性结果中发现创新成果

作为科学家,没有人喜欢自己的假设得到的结果是阴性。然而,阴性结果背后蕴含着共性的困惑,若能深挖阴性结果形成的原因,将挖掘出影响力巨大的成果。PD1免疫治疗解锁T细胞功能抑制,假设是PD1抑制剂释放了T细胞活性,T细胞可以识别并杀伤突变抗原代表的肿瘤细胞,然而这个假设在某些患者身上被证伪的。事实是,即便PD1被解锁,某些患者识别突变抗原的T细胞也仅有微弱的细胞毒作用,不能杀伤肿瘤细胞。这种阴性结果带来了全新的发现,并找到了PD1抑制剂肺癌治疗耐药后重现激活细胞免疫的方法。

创新点

Transcriptional programs of neoantigen specific TIL in anti-PD-1-treated lung cancers》一文于2021年7月21日发表在《自然》杂志,其结果如上所述。该文有3个研究路径创新点:

  1. 构建了抗原肽MHC复合物-TCR-T细胞类型的三级关系映射:扫描所有肺癌中突变抗原、病毒抗原结合的T细胞,识别T细胞的T细胞受体(TCR)和T细胞标志物,从而将抗原肽MHC复合物(pMHC)的标签、TCR标签、细胞类型标签三者对应,从而发现突变抗原特异性T细胞的细胞类型主要是HOBIT阳性的组织残留记忆性T细胞。
  2. 患者临床预后分类与细胞标签映射:由于TCR标签和细胞标签具有映射关系,从而实现临床预后分类与TCR标签的映射,更进一步地,实现了pMHC与临床预后分类的映射。突变抗原pMHC特异性T细胞多存在于非major pathologic response(MPR)样本中,MPR意味着较长的OS(overall survival)。
  3. 他山之石攻玉:通过多重映射后,发现突变抗原丧失了细胞毒效应信号通路的关键受体IL17R,而该受体却能在病毒抗原存在下激活的细胞毒效应中发挥重要作用,通过这样的对比,发现了突变抗原特异性T细胞丧失细胞毒能力的重要原因。该机制通过pMHC-TCR的荧光素酶报告基因法得以验证。

案例实施路径

研究方案中的关键测试环节包括:

  1. 患者术前2倍剂量使用PD1抑制剂,手术采集肿瘤组织后使用Anti-CD3分选肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)
  2. 单细胞TCR和转录组测序检测肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)
  3. 术前样本全外显子测序和肿瘤新生抗原预测
  4. 抗原发现测序:针对所有MHC-1限制性的突变抗原、CMV、EBV、influenza、H1N1、H3N2,通过抗原发现测序,映射抗原对应TCR
  5. 抗原肽刺激试验:使用所有MHC-1限制性的突变抗原、CMV、EBV、influenza、H1N1、H3N2的抗原肽刺激T细胞(健康来源),而后使用TCR测序
  6. 抗原肽和HLA的亲和力稳定性测试,验证抗原肽与HLA结合形成复合物的稳定性
  7. pMHC-TCR的荧光素酶报告基因法,验证突变抗原肽结合TCR的稳定性
  8. 体外IL7刺激突变抗原、CMV、EBV、influenza、H1N1、H3N2特异性TIL
  9. 单细胞TCR和转录组测序检测IL7刺激后的TIL
  10. 所有测序结果经过生物信息发现细胞分群、关系映射、预后与细胞类型关系、分化轨迹

您也可以做到

为了满足PD1抑制剂相关其他治疗场景的类似研究测量,我们将提供文中实施路径的完整服务,具体包括:

  1. 肿瘤浸润淋巴细胞TIL分选
  2. 单细胞TCR和转录组测序检测
  3. 全外显子测序和肿瘤新生抗原预测
  4. 抗原发现测序,利用pMHC四聚体库,批量筛选大量抗原肽MHC复合物,涵盖肿瘤突变抗原、肿瘤相关抗原、HBV/HCV、HPV、CMV、EBV、influenza、H1N1、H3N2抗原等类型,测序获得上述抗原对应的T细胞数量、TCR结构、T细胞类型
  5. 抗原肽合成
  6. 微量样本全可变区TCR测序
  7. pMHC表达克隆构建+TCR克隆构建:完成pMHC-TCR的荧光素酶报告基因法
  8. 单细胞肿瘤免疫微环境生物信息分析套餐

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