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温州医科大学周猛团队/中国医学科学院肿瘤医院杨琳、应建明团队合作:揭示小细胞肺癌免疫分型用于预后风险分层和个体化治疗

发布时间:2023-07-18 19:16:39 浏览量:901

小细胞肺癌(SCLC)是高恶性肿瘤,预后差,临床进展较缓慢,缺乏分子分层治疗策略,尤其缺乏来自临床常规病理石蜡存档(FFPE)样本的分子分层研究。尽管近几年相关临床研究发现化疗联合免疫治疗可使部分晚期患者获益,但具体分子机制并不清楚,尤其是复杂的免疫微环境如何影响免疫治疗疗效及患者预后的相关机制亟待明确。因此,借助临床常规FFPE样本,基于多组学策略解析SCLC免疫微环境景观对于推进治疗策略和改善预后至关重要。

近日,温州医科大学周猛研究员团队中国医学科学院肿瘤医院杨琳/应建明教授团队合作在《Pharmacological Research》杂志(Q1,IF=9.3)在线发表了题为“Multi-dimensional characterization of immunological profiles in small cell lung cancer uncovers clinically relevant immune subtypes with distinct prognoses and therapeutic vulnerabilities”的研究,使用临床FFPE样本,结合空间转录组和蛋白质分子组学数据,解构SCLC肿瘤免疫微环境多维景观,提出一种新的免疫微环境异质性分型框架,用于预测患者预后及免疫联合化疗疗效该研究结合NanoString RNA定量、转录组测序和肿瘤免疫相关蛋白质定量分析阐明SCLC免疫微环境异质性特征,确定了免疫富集(Immune Enriched subtype, IE)和免疫缺失亚型(Immune Deprived subtype, ID)。上述两种免疫亚型SCLC患者具有不同的免疫微环境特征和临床结局。最后,作者开发并验证了用于区分免疫表型的CCL5/CXCL9趋化因子指数模型(CCL5/CXCL9 Index,CCI),在本中心内部免疫组织化学队列和外部独立的多中心转录组学数据队列中都得到了验证。CCI指数模型可指导患者风险分层,并有助于指导临床实践中研发个性化治疗策略(图1)。

图1 本研究流程示意图

基于29例SCLC术后石蜡样本,采用整合靶向基因表达分析及无监督分层聚类分析将其分成两个免疫微环境高度异质的亚型:免疫富集(IE)亚型和免疫缺失(ID)亚型。IE亚型的特征是丰富的免疫细胞浸润,干扰素-α/γ(IFNα/IFNγ)和炎症反应水平升高,而ID亚型则缺乏免疫细胞浸润。病理切片免疫组化分析也证实,与ID亚型相比,IE亚型的肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)更高(P = 0.036)(图2)。

图 2 通过转录组分析定义SCLC两种不同免疫亚型并进行免疫组染色验证

为了研究免疫亚型与化疗/放疗临床疗效之间的潜在关联,作者比较了IE亚型和ID亚型的无病生存率(DFS)和疾病复发率。结果发现,IE亚型患者DFS优于ID亚型患者,ID亚型患者预后较差。并且,与IE亚型患者相比,ID亚型患者的疾病复发率更高(图3)。

图 3 免疫亚型与接受辅助治疗的 SCLC 患者的临床益处相关。(A)免疫亚型无病生存率(DFS)Kaplan-Meier曲线。(B)免疫亚型复发和非复发患者的比例分布。

基于上述结果,作者进一步采用机器学习算法分析发现趋化因子(CCL5和CXCL9)的表达与免疫亚型显著相关。相对于ID亚型,CCL5和CXCL9两种趋化因子在IE亚型中显著上调。基于机器学习模型,作者开发可预测SCLC免疫亚型的分子模型CCI,将SCLC患者划分为CCIhigh和CCIlow两组。多中心转录组队列显示CCIhigh组患者预后优于CCIlow组,显示出稳健和优异的预后预测价值(图4)。作者进一步回顾性收集了30例SCLC的FFPE样本并对CCL5和CXCL9进行了免疫组化染色,基于免疫组化数据结果,CCI仍表现出了鲁棒的预后价值。

图 4 双趋化因子指数(CCL5/CXCL9 Index,CCI)对预后及免疫疗效的预测价值

【结论与展望】

综上所述,该研究基于FFPE样本转录组和免疫微环境蛋白质分子组学数据联合分析,将SCLC区分为IE亚型和ID亚型,它们具有免疫微环境异质性相关的预后和免疫治疗疗效特征。作者最终识别并开发了双趋化因子指数CCI用于识别SCLC免疫异质性表型,这对于患者风险分层和免疫治疗选择具有重要意义。据我们所知,这是首次利用临床FFPE样本整合转录组学和蛋白表达分析对SCLC免疫微环境进行的多模态研究。

作者也指出,将CCI指数应用于临床实践仍具有挑战性。但这一工作无疑为SCLC的治疗实现风险分层和适当选择个体化精准治疗方案奠定了一些基础。温州医科大学周猛研究员和中国医学科学院肿瘤医院邢镨元教授、应建明教授为该论文的共同通讯作者,中国医学科学院肿瘤医院杨琳教授、温州医科大学张子城博士为该论文的共同第一作者。


原文链接https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1043661823002001?via%3Dihub







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