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3篇Nature锁定B细胞在机体抗肿瘤免疫中的重要作用

作者: 来源: 发布时间:2020-02-13

《自然》同期发表三篇论文,通过分析大量的临床队列研究样本,发现在多种不同类型肿瘤中,B细胞浸润以及三级淋巴结构的形成与患者对免疫治疗的反应呈正相关,凸显了B细胞以及三级淋巴结构在机体抗肿瘤免疫中的重要作用,为肿瘤免疫治疗提供了新视角和新思考。

法国国家健康与医学研究院(INSERM)、美国MD Anderson癌症中心、瑞典隆德大学(Lund University)的三项独立研究,共同聚焦免疫系统中的关键角色——B细胞,均提示肿瘤组织中B细胞和三级淋巴结构的出现,与接受肿瘤免疫疗法患者的较好预后相关。《自然》杂志对这三项研究做了专文述评。

现有的肿瘤免疫疗法主要集中于免疫系统中的杀伤性T细胞,提高它们识别并攻击肿瘤细胞的能力,但这类免疫疗法仅能在20%的肿瘤患者中带来持久临床获益。

而这三篇论文同时指出,T细胞并非唯一有能力与肿瘤抗争的免疫细胞,出现在三级淋巴结构中的B细胞,与免疫疗法治疗反应较好相关,为肿瘤免疫治疗预后预测增添了新的工具。

这三项研究在多组不同类型肿瘤患者中观察到,当B细胞在肿瘤内形成一种称为“三级淋巴结构(tertiary lymphoid structures,TLS)”的细胞团时,患者接受免疫疗法会有更好的效果。

肿瘤浸润B淋巴细胞在一些肿瘤组织中被发现,同时浸润B淋巴细胞是肿瘤组织中三级淋巴结构的重要组成部分。三级淋巴结构是在慢性炎症以及肿瘤过程中在非淋巴组织形成的异位淋巴器官,由T细胞、B细胞、滤泡型树突状细胞、DC-LAMP+树突状细胞以及其他细胞组成,TLS可以以不同的成熟状态存在于肿瘤组织中,最高级可以形成生发中心结构。肿瘤浸润B细胞和TLSs对于肿瘤发生以及对免疫治疗效果的影响也逐渐受到人们的重视,但它们在肿瘤中的具体作用以及机制并未被完全理解。

研究一

其中一项研究的研究者、法国知名的免疫学教授Wolf Fridman指出,可以把三级淋巴结构的功能看作是免疫细胞的“学校”,帮助它们接受教育,有效地学习如何识别和攻击肿瘤细胞。Fridman教授的研究团队分析了600多个软组织肉瘤的基因表达谱,基于免疫细胞的特征将样本分为多个亚组。

研究发现,软组织肉瘤中B细胞浸润及三级淋巴结构与患者预后以及对免疫治疗的反应正相关,B细胞是最强的预后因子,富含B细胞的免疫亚组在临床试验阶段接受抗PD1单抗的治疗后,患者的生存率最高。

软组织肉瘤有超过50多种的组织亚型分类,通常被认为是低突变负荷的非免疫原性肿瘤,但一些软组织肉瘤能对免疫检查点抑制剂治疗有持续反应,有些却不能。

为探究软组织肉瘤响应免疫治疗的机制,该研究团队从分析软组织肉瘤肿瘤微环境中免疫细胞组成入手,根据免疫相关基因表达多少,将软组织肉瘤分为五类不同的肉瘤免疫类型(SIC),标记为A,B,C,D和E。

SIC A类型缺失免疫相关基因表达,SIC E亚群有较强的免疫相关基因表达,且B细胞相关的基因特征表达较高,T细胞活化相关基因及免疫检查点基因的表达在E亚群中表达也较高。

分析不同SIC亚组的临床生存,发现与SIC D和E患者相比,SIC A患者总生存更短。与CD8+T细胞表达特征相比,B细胞表达特征与更好的总生存正相关。

进一步分析软组织肉瘤肿瘤组织免疫染色,发现SIC E组中有更多的三级淋巴结构,且表现为更成熟的次级滤泡样三级淋巴结构,有三级淋巴结构的肿瘤中也有更多的T细胞和B细胞浸润。

进一步分析SIC分组是否可预测患者对免疫检查点抑制剂治疗的反应,结果显示SIC E组对免疫检查点抑制剂治疗有更好的反应和总生存情况,SIC分组和对免疫检查点抑制剂治疗反应有很强的相关性。

该研究从软组织肉瘤入手,详细分析其肿瘤微环境中的免疫组成,发现软组织肉瘤中免疫浸润以及类型与肿瘤预后及对免疫检查点抑制剂治疗的反应密切相关。

研究二

第二项研究来自MD Anderson癌症中心,研究者分析了转移性黑色素瘤和肾细胞癌队列肿瘤组织中的免疫细胞组成,发现B细胞和三级淋巴结构与患者对免疫治疗的反应正相关。

研究发现CD8阳性T细胞和CD20阳性B细胞同时出现,预测患者有更高的生存率。分子表型分析显示,三级淋巴结构在黑色素瘤的免疫微环境中起关键作用,赋予了T细胞不同表型。

对黑色素瘤肿瘤样本进行RNA-Seq分析发现,在免疫检查点抑制剂治疗反应患者肿瘤组织中,B细胞相关基因如MZB1、 JCHAIN和IGLL表达增高,FCRL5、IDO1、IFNG和BTLA等影响B细胞功能的基因也在肿瘤样本中富集。肾细胞癌队列也发现类似的B细胞相关基因在反应患者组织中富集。

对肿瘤组织进行免疫染色,评估B细胞在肿瘤组织中的分布以及与三级淋巴结构的关系。在黑色素瘤队列中发现,免疫检查点抑制剂治疗反应者肿瘤组织中的CD20+B细胞和TLS密度以及TLS和肿瘤面积比例都高于无反应者,尤其是在治疗刚开始的早期阶段。

进一步的组织结构分析发现,在反应患者中,CD20+B细胞定位于肿瘤的三级淋巴结构中,且与CD4+、CD8+和FOXP3+T细胞及CD21+滤泡型树突状细胞及MECA79+高内皮静脉等共定位。且反应者肿瘤组织中的三级淋巴结构,呈现成熟的次级滤泡样,存在有CD21+滤泡型树突状细胞和CD23+生发中心B细胞。

在肾细胞癌队列中也有类似发现。在免疫治疗有反应患者肿瘤组织中的B细胞受体(BCR)重链和轻链的克隆数明显增加,BCR的多样性也明显增加。同时单细胞测序数据和流式质谱数据显示,与无反应患者肿瘤组织相比,反应者肿瘤组织中记忆B细胞以及浆细胞比例明显偏高,提示反应患者肿瘤组织中更多的成熟B细胞或促进了对免疫检查点抑制剂治疗的反应。

该研究通过多种手段分析黑色素瘤和肾细胞癌患者肿瘤组织中免疫细胞组成,发现三级淋巴结构中的B细胞与患者对免疫检查点抑制剂治疗的反应密切相关,肿瘤组织中的B细胞和三级淋巴结构或对免疫检查点抑制剂治疗起重要作用。

研究三

第三项研究来自瑞典,研究者首先在黑色素瘤患者中对比了对免疫疗法起效和无效的肿瘤。大规模RNA测序结果显示,B细胞标志物是两类肿瘤中表达差异最明显的基因。

该研究通过分析转移性黑色素瘤患者肿瘤样本中的免疫细胞组成以及临床治疗预后情况,发现不依赖于其他临床特征,肿瘤组织中CD8+T细胞和CD20+B细胞同时存在与更好的总生存相关。同时在CD8+CD20+肿瘤组织中有三级淋巴结构的形成,且三级淋巴结构的形成和对免疫检查点抑制剂治疗的反应呈正相关。

研究发现,B细胞浸润更多的肿瘤组织也伴随着更多的TCF7+的初始和/或记忆T细胞存在,来自无三级淋巴结构肿瘤组织中的T细胞呈现功能失调的表型,进一步表明了肿瘤微环境中的三级淋巴结构对维持T细胞功能的重要作用。诱导肿瘤中形成更多三级淋巴结构,或可改善肿瘤对免疫治疗的反应。

研究解读

尽管哪一类B细胞亚群以及三级淋巴结构通过何种机制促进了机体对ICB治疗的反应还有待研究,但这三项研究通过大量的队列研究以及肿瘤微环境免疫细胞组成分析研究,证实了肿瘤浸润B细胞和肿瘤中三级淋巴结构和患者对ICB治疗的反应以及预后有较强的相关关系。为研究肿瘤免疫治疗反应的具体机制提供了新的方向,也为免疫疗法的应用和临床决策提供了新的生物学标志和指导。

研究发现,B细胞并非无所事事的旁观者,同样会对抵抗肿瘤的免疫反应做出有意义的贡献。B细胞是一类产生抗体的免疫细胞。尽管还不能确定三级淋巴结构中的B细胞具体如何起作用。研究者们猜测,处于抗肿瘤前线的B细胞或许可以产生抗体有效地抗击肿瘤细胞,也可能通过支持T细胞来发挥作用。

《自然》杂志特发专文评论,对这一发现给予了很高的评价。免疫学家Tullia Bruno教授在评述中指出,这组论文“具有洞察力,采用了统计上可靠的临床数据,将B细胞和三级淋巴结构带到了抗肿瘤免疫的前沿”。

这些结果也为后续研究指出了新的方向,将T细胞介导的免疫疗法和利用B细胞的方法结合起来,有望为更多患者带来有效的抗肿瘤治疗效果。

评论者指出,这些研究发现或可用于提高所有患者的免疫治疗效果,或许可以藉由这些有应用前景的可定量标志物,对患者术后肿瘤组织进行组分分析,用B细胞及三级淋巴结构定量检测帮助筛选患者,筛选出最可能对免疫疗法有良好反应的患者,从而指导治疗。这类生物标志物比分析肿瘤细胞突变负荷更简单经济可行。

另外,若能找到一种增强三级淋巴结构形成的治疗方法,就可以与当前的免疫疗法结合起来,有望使更多的患者对免疫疗法产生反应。

(编译 韩婧)


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