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史上最大规模癌症T细胞研究结果公布

导读: 这项工作的科学发现能够指导肺癌病人的临床分型,也为病人的精准治疗提供了新的思路。

肺癌被称为“癌中之王”,其发病率和致死率在所有癌症中均居首位,其中85%的肺癌属于非小细胞肺癌。考虑到肿瘤微环境的复杂性,近年来单细胞转录组测序技术逐渐被广泛应用于肿瘤浸润免疫细胞的研究当中,T淋巴细胞是参与杀伤肿瘤细胞的关键群体,深入理解肿瘤浸润T细胞的组成、谱系和状态对肿瘤免疫治疗的发展及有效靶点和标志物的开发具有重要意义。

近日,北京大学生命科学学院教授张泽民与北京大学第三医院闫天生研究组、北京大学生命科学学院BIOPIC中心等合作,在Nature Medicine杂志发表了题为“Global characterization of T cells in non-small-cell lung cancer by single-cell sequencing”的研究论文,该项研究完成了来自14例非小细胞癌初治患者外周血、癌组织和癌旁组织的12,346个T细胞的单细胞测序工作,刻画了非小细胞肺癌的16个T细胞功能亚群、各亚群的组织分布特征及亚群间的状态转换关系等免疫特征。同时,基于T细胞的转录组数据及T细胞受体(TCR)序列,该研究鉴定出两群跨组织分布的效应T细胞,且这两群细胞具有潜在的迁移属性,这一发现为新免疫疗法的开发提供了思路。

据了解,该研究工作是国际上迄今为止规模最大的癌症T细胞研究,值得一提的是,这项研究还首次揭示癌症患者体内存在两种CD8+ T细胞群,可能为耗竭状态T细胞的前体细胞,对于癌症患者的预后具有重要影响。

为充分了解非小细胞肺癌患者体内复杂的肿瘤浸润T细胞,研究人员对14例肺癌(包括11例肺腺癌和3例鳞状细胞癌)初治患者,体内肿瘤、相邻正常组织以及外周血中分离出的T细胞进行深度的单细胞RNA测序。

首先,研究人员在确认非小细胞肺癌中存在T淋巴细胞浸润后,根据T细胞表面的标志物(CD3/CD4/CD8/CD25),通过荧光激活细胞分选技术(FACS)将T细胞分为各种亚型。而后,对总共12,346个细胞进行测序,每个细胞测序的平均深度为1.04个million(单个定位的测序序列),使得低表达的细胞因子和转录因子也能得到很好的检测。

其次,通过谱系追踪(基于T细胞联合表达和T细胞抗原受体),研究人员发现,相当一部分效应T细胞在组织中发生了高度的迁移。除了在肿瘤浸润中观察到耗竭状态CD8+ T细胞外,研究人员还发现了2种状态为耗竭性T细胞前体细胞的免疫细胞,前体细胞与耗竭状态T细胞的比值越高,肺腺癌患者的预后则越好,该发现为肺癌治疗提供了新的思路。

此外,研究人员还观察到,靶向抑制杀伤性免疫细胞的调节性T细胞(Treg)也为免疫治疗提供了一条重要思路。过去的研究通常将肿瘤内部的Treg作为一个整体与癌旁和外周血中的Treg进行比较。而该研究发现,根据TNFRSF9(又称4-1BB)的表达可以从肺癌浸润Treg中区分出一群处于激活状态的Treg,该群Treg中抑制功能相关基因的表达水平更高,暗示其为肿瘤中真正发挥抑制功能的Treg细胞。同时,激活态Treg的比例与肺腺癌病人的预后相关,可作为又一可靠的临床标志物。

上述论文第一作者北京大学生命科学学院BIOPIC中心博士研究生郭心怡表示:作为国际上迄今为止针对肿瘤相关T细胞的规模最大的单细胞组学研究,为后续的相关研究工作提供了极有价值的数据资源,也为更深入理解肺癌相关T细胞的免疫特质奠定了可靠基础。这项工作的科学发现能够指导肺癌病人的临床分型,也为病人的精准治疗提供了新的思路。

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