天津医科大学合作发现克服肺癌放疗抵抗的新策略
天津医科大学及华中科技大学研究人员共同在期刊《Cell Reports Medicine》发表了题为“CD39 inhibition and VISTA blockade may overcome radiotherapy resistance by targeting exhausted CD8+T cells and immunosuppressive myeloid cells”的研究论文，在该研究中，研究人员利用单细胞转录组和T细胞受体测序来表征治疗耐药小鼠肿瘤模型中肿瘤浸润免疫细胞在RT后的动态变化。在早期阶段，先天免疫系统和适应性免疫系统被激活。然而，在晚期，肿瘤免疫微环境(TIME)转变为免疫抑制特性。研究表明，抑制CD39联合RT优先降低CD8+ T细胞耗尽的百分比。研究发现VISTA和RT联合使用可协同减少免疫抑制性骨髓细胞。临床上，VISTA高表达与NSCLC患者预后不良相关。总之，研究数据从免疫角度深入了解了RT的获得性耐药，并提出了合理的联合策略。
研究背景
非小细胞肺癌(NSCLC)仍然是癌症相关死亡的主要原因，尽管在手术、放疗和靶向治疗方面取得了相当大的进展。免疫检查点阻滞剂(ICBs)已经极大地改变了癌症治疗模式，但只有少数特定癌症患者可以获得持久的临床益处。尽管临床试验表明，PD-1/PD-L1抗体等ICB对NSCLC的治疗效果很有希望，但未选择患者的应答率仍约为20%。与免疫炎症(“热”)肿瘤相比，免疫沙漠(“冷”)肿瘤通过多种机制表现出对ICBs的内在抗性，例如低突变负荷和罕见的浸润性免疫效应细胞。因此，需要进一步探索潜在和有效的组合策略，以提高响应率。
临床前和临床试验表明，放射治疗在提高免疫治疗的疗效方面具有巨大的潜力。因此，放射治疗和免疫治疗的结合在过去几年中引起了很大的兴趣，许多临床试验正在进行中。然而，尽管响应率很高，但仍有相当一部分NSCLC患者对放疗加ICB治疗表现出难治性或获得性耐药。
了解驱动内源性或获得性耐药的免疫机制对于优化现有的联合治疗至关重要。此外，既往研究表明，放疗可能同时具有免疫刺激作用和免疫抑制作用。遗憾的是，由于肿瘤微环境(TME)的异质性和复杂性，放疗后全面、动态的免疫微环境变化尚未完全明确。
研究过程及发现
研究人员利用综合的scRNA-seq和scTCR-seq系统地阐述了RT后早期和晚期的免疫细胞反应。数据表明免疫系统激活发生在早期时间点，包括NK、NKT和细胞毒性CD8-CTL亚群的增殖和激活增加。同样，先前的研究表明，辐射可以通过诱导免疫原性细胞死亡和MHC I类表达来促进原位疫苗接种效果，从而进一步显著增加T细胞的启动和浸润。但在后期，免疫微环境表现出免疫抑制和RT耐药的趋势。数据显示克隆扩增和耗尽CD8-Tex亚群比例增加。由于肿瘤反应性T细胞由于持续的抗原刺激而表现出衰竭表型，研究人员推测，RT诱导的持续新抗原暴露和呈递导致CD8耗竭和克隆扩增。此外，数据表明，RT增强了促血管生成巨噬细胞群体的分化方向。进一步分析表明，HIF-1α在促血管生成分化过程中持续激活，提示RT诱导的缺氧可以促进这种分化。然而，HIF-1α活性的转录组数据是间接证据。需要进一步的研究来验证这一推测。此外，分析表明，RT显著诱导免疫抑制性中性粒细胞积累。近期的研究也表明，移植后招募到TME的中性粒细胞可以促进肿瘤的放射抵抗，甚至增强转移倾向。另外，在接受放射治疗的患者中，循环中性粒细胞升高与不良预后和局部控制不良有关。
基于数据分析，研究人员试图探索临床试验中潜在的免疫治疗靶点，以改善和延长RT的治疗效果:(1)通过CD39抑制剂减少耗竭的CD8+ T细胞，(2)通过VISTA阻断免疫抑制髓系细胞的聚集，特别是显著富集的TANs。
研究人员发现放疗后CD39在CD8+ til中的表达显著升高，联合治疗(CD39抑制剂和放疗)表现出显著的肿瘤抑制作用。此外，研究人员发现CD39的进一步抑制降低了放疗后CD8+ til的耗竭表型，并协同增加了CD8+ til的浸润，增殖和细胞因子的产生。这些发现表明，CD39被抗原驱动的、受刺激的CD8+ T细胞上调，并且在正常条件下，CD39获得了耗竭表型，以防止过度的免疫反应，这对肿瘤情况有害。根据研究结果，研究人员倾向于推测通过抑制CD39来抑制反应性CD8+ TIL耗竭可以提高治疗效果。
研究人员还一致地发现，联合治疗增加了m1样促炎TAM浸润和DC成熟。然而，近期的一项研究表明，CD39缺乏会影响放疗疗效，并加重正常放射性肺毒性。与CD39活性的特异性抑制不同，CD39的遗传缺陷可能导致生理功能的失调，包括血管生成和炎症反应。
研究人员假设中性粒细胞参与了CD8+ TIL的功能障碍，并且它们损害了放疗的疗效。为了验证这一假设，研究人员首先在放疗联合去除中性粒细胞，并发现这一协同抑制了肿瘤的生长，表明中性粒细胞在放疗抵抗中发挥了更大程度的免疫抑制作用。为了探索更好的临床应用治疗，研究人员下一个分析发现VISTA在TANs中表达，并且在RT后显著增加。此外，联合使用anti-VISTA和RT可以协同抑制肿瘤生长，并显著减少RT后升高的TANs、M-MDSCs和m2样TAMs的聚集。
机理模式图
研究意义
综上所述，RT诱导的低氧和酸性pH可能改善VISTA的表达和功能，从而引起免疫抑制环境，这成为一个协同治疗的机会。
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