多色免疫荧光助力肿瘤免疫微环境研究之系列专题七——肺癌

Neoadjuvant nivolumab or nivolumab plus ipilimumab in operable non-small cell lung cancer: the phase 2 randomized NEOSTAR trial

Tina Cascone et al. Nature Medicine 

DOI: 10.1038/s41591-020-01224-2

伊匹单抗与纳武单抗联合治疗转移性非小细胞肺癌 (NSCLC) 时有着不错的临床疗效，但其在可手术的非小细胞肺癌 (NSCLC) 中的疗效和对免疫微环境的影响仍不清楚。作者报告了2期随机临床试验，对44 名可手术的非小细胞肺癌患者使用纳武单抗或纳武单抗 + 伊匹单抗新辅助治疗继以手术的治疗方案，以主要病理反应 (MPR) 作为主要的评估因素。对每个治疗组的MPR例进行了测试，纳武单抗 + 伊匹单抗组的21名患者中有8例达到了MPR的阈值，实现了38%的MPR率（8/21）。而纳武单抗组的 MPR 率为 22% (5/23)。在试验中进行手术切除的 37 名患者中，纳武单抗和纳武单抗+伊匹单抗的 MPR 率分别为 24% (5/21) 和 50% (8/16)。与 纳武单抗相比，纳武单抗+伊匹单抗导致更高的病理完全缓解率（10% 对 38%）、更低的肿瘤残留（中位数为 50% 对 9%），以及更高频率的效应、组织驻留记忆和效应记忆 T 细胞。文章的结果表明，基于纳武单抗 + 伊匹单抗的新辅助治疗能够增强病理反应、肿瘤免疫浸润和免疫记忆，非常值得在可手术的非小细胞肺癌中进行更深入的研究。

在这篇文章中，作者利用Akoya多色免疫荧光技术，对新辅助治疗前后的肿瘤免疫微环境进行7色多靶标标记，对肿瘤免疫微环境的免疫细胞浸润进行量化分析，验证了治疗前后肿瘤免疫微环境的动态变化。

Therapy-Induced Evolution of Human Lung Cancer Revealed by Single-Cell RNA Sequencing

Ashley Maynard et al. Cell 

DOI: 10.1016/j.cell.2020.07.017

肺癌的死亡率一直高居不下，它表现出高度的异质性，适应性极强，从而限制了肺癌治疗的成功率，并且关于其异质性和适应性的机制还知之少。在这里作者对靶向治疗之前和期间的30例转移性肺癌患者中获得的49份临床活检样本进行了单细胞RNA测序（scRNA-seq），超过20000个肿瘤及其微环境的单细胞分布图谱揭示了多样的肿瘤生态系统。对疾病残留病灶（RD）进行治疗时，存活下来的癌细胞表达肺泡再生细胞标志物，表明治疗会诱导原始细胞状态转变；而对转移进行性疾病（PD）进行治疗时，发现癌细胞上调了犬尿氨酸，纤溶酶原和间隙连接途径。简而言之，治疗会导致RD处活跃的T淋巴细胞和巨噬细胞减少，而PD处则导致免疫细胞抑制状态。这项研究探究了治疗诱导的转移性肺癌的多样性细胞生态系统是如何对治疗产生抗性从而影响临床治疗效果。

在这篇文章中，作者利用Akoya多色免疫荧光技术对免疫微环境进行空间表征，验证了靶向治疗前和期间的肿瘤生态系统的多样性变化，与单细胞RNA测序的结果互相佐证，探究了转移性肺癌治疗抗性的适应性机制。

Spatial Density and Distribution of Tumor-Associated Macrophages Predict Survival in Non-Small Cell Lung Carcinoma

Xiang Zheng et al. Cancer Research 

DOI: 10.1158/0008-5472.can-20-0069

M1和M2肿瘤相关巨噬细胞（TAM）各自的抗肿瘤和促肿瘤作用代表了巨噬细胞功能在癌症中的复杂性。在肺癌中，肿瘤中心（TC）区域相对于浸润边缘（IM）区域的独特TAM表型的密度和拓扑结构尚不清楚。在这里，作者研究了人类肺癌中TAM亚型的密度以及TC和IM之间的分布差异以及TAM与整体生存的关系。对来自邻近非肿瘤组织（NM），TC（TC-TAM）和IM（IM-TAM）的巨噬细胞用RNA测序（RNA-seq）进行了分析，结果表明NM，TC-TAM和IM-TAM之间存在显著差异，结合多重染色免疫荧光技术，证明肿瘤细胞的存活与TAM的距离相关，缺氧与M2 TAM的积累有关。值得注意的是，当M1 TC-TAM密度较低且M1 IM-TAM与肿瘤细胞距离较远而M2 IM-TAM与肿瘤细胞较近时意味着不良的肿瘤细胞生存率。研究揭示了不同肿瘤区域中TAM群体具有明显的异质性，并且证明了TAM的表型、空间分布和基因表达能够作为肺癌总体预后生存的判断依据 。

在这篇文章中，作者利用Akoya多色免疫荧光技术对巨噬细胞在肿瘤微环境的分布进行了精确表征，并且根据多靶标的共定位对不同的巨噬细胞亚型进行了精确分型，验证了TAM的空间分布和数量对于肿瘤细胞杀伤作用的影响。

SRC family kinase (SFK) inhibitor dasatinib improves the antitumor activity of anti-PD-1 in NSCLC models by inhibiting Treg cell conversion and proliferation

Esther Redin et al. Journal for ImmunoTherapy of Cancer 

DOI: 10.1136/jitc-2020-001496

免疫检查点抑制剂的使用极大地改善了非小细胞肺癌 (NSCLC) 患者的预后，但先天性和获得性耐药性是亟需解决的障碍。而能够重新激发免疫细胞毒性的免疫调节药物与抗PD-1 抗体联合使用，有望克服耐药性。在这里，作者在临床相关的 NSCLC 小鼠模型中评估了 SRC 家族激酶 (SFK) 对 NSCLC 预后的影响，以及 SFK 抑制剂达沙替尼联合抗 PD-1 的免疫调节作用。在 SFK 成员中，YES1 表达与不良预后的相关性最高。具有高 YES1水平的肿瘤患者还表现出 CD4⁺/FOXP3⁺ 细胞（调节性 T 细胞 (Tregs)）的高浸润，表明存在免疫抑制表型。随后，作者使用达沙替尼 + 抗 PD-1进行治疗时产生了明显的协同活性，导致了87% 的肿瘤消退以及后续免疫记忆的发展，当小鼠再次受到攻击时会阻碍肿瘤生长。在体外试验中，证明达沙替尼通过靶向磷酸淋巴细胞特异性蛋白酪氨酸激酶和下游效应子 pSTAT5 和 pSMAD3 来阻止增殖和转化生长因子 β 驱动的效应 CD4⁺细胞向 Treg 的转化。文章验证了YES1 蛋白表达与 NSCLC 患者中 Treg 数量的增加有关；达沙替尼与抗 PD-1 协同作用以抑制NSCLC实验模型中的肿瘤生长。

在这篇文章中，作者利用Akoya多色免疫荧光技术对肿瘤进行多靶标标记，同时描绘了多种免疫细胞在肿瘤区域的浸润情况，通过多靶标共定位分析验证了CD4+/FOXP3+ Treg细胞的表型。

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