6月12日，中山大學(xué)附屬第六醫(yī)院鄧艷紅教授團(tuán)隊(duì)在結(jié)直腸癌免疫治療領(lǐng)域的最新研究成果“Remodeling of the immune and stromal cell compartment by PD-1 blockade in mismatch repair-deficient colorectal cancer”（PD-1單抗對錯(cuò)配修復(fù)缺陷結(jié)直腸癌的免疫和基質(zhì)細(xì)胞重塑）以原創(chuàng)論著的形式于國際頂級腫瘤學(xué)期刊Cancer Cell（IF=38.58）正式發(fā)表。

該研究已獲得國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。論文第一作者為中山大學(xué)附屬第六醫(yī)院在讀博士黎健霞，中山大學(xué)附屬第六醫(yī)院胡華斌副主任醫(yī)師、秦歌助理研究員，中山大學(xué)中山眼科中心吳成博士為該文的共同第一作者。

這項(xiàng)研究中，鄧艷紅教授團(tuán)隊(duì)基于前瞻性臨床試驗(yàn)PICC研究（Lancet Gastroenterol Hepatol。 2022，7（1）：38-48）的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)，建立了關(guān)于PD-1單抗免疫治療錯(cuò)配修復(fù)蛋白缺陷或微衛(wèi)星不穩(wěn)定型（dMMR/MSI-H）腸癌腫瘤微環(huán)境改變的動態(tài)圖譜，闡釋了PD-1單抗治療dMMR/MSI-H結(jié)直腸癌的細(xì)胞分子機(jī)制，并揭示了dMMR/MSI-H腸癌對PD-1治療耐藥的潛在機(jī)制是IL-1B主導(dǎo)的炎性環(huán)境及Tregs殘留，為dMMR/MSI-H結(jié)直腸癌提供了新的免疫治療靶點(diǎn)。

結(jié)直腸癌是全球第三位惡性腫瘤。2020年新發(fā)病例高達(dá)193萬，其相關(guān)死亡人數(shù)超過90萬。近年來，以PD-1單抗為代表的免疫檢查點(diǎn)抑制劑已經(jīng)在多種癌癥的治療中取得突破性進(jìn)展。在結(jié)直腸癌領(lǐng)域，對dMMR/MSI-H亞型的患者施行PD-1單抗治療，可顯著提高有效率和預(yù)后，目前，PD-1單抗治療已取代化療成為新的標(biāo)準(zhǔn)治療。然而，即使是dMMR/MSI-H亞型，仍有50%的晚期腸癌患者會出現(xiàn)PD-1單抗的原發(fā)或繼發(fā)耐藥等情況。

既往研究表明，PD-1單抗的療效在很大程度上取決于腫瘤免疫微環(huán)境。在肺癌、腎癌等領(lǐng)域研究發(fā)現(xiàn)腫瘤內(nèi)CD8 T細(xì)胞狀態(tài)具有巨大異質(zhì)性，而這些異質(zhì)性與免疫治療的療效相關(guān)。此外，免疫治療不僅能引起CD8 T細(xì)胞的狀態(tài)改變，還能引起免疫微環(huán)境中的其他免疫細(xì)胞及非免疫的基質(zhì)細(xì)胞改變。然而，腸癌免疫治療前后的免疫微環(huán)境重塑及其對免疫治療療效的影響仍不明確。

考慮到上述問題，鄧艷紅教授團(tuán)隊(duì)基于PICC臨床隊(duì)列，通過單細(xì)胞測序技術(shù)進(jìn)一步探究PD-1單抗治療dMMR/MSI-H結(jié)直腸癌的細(xì)胞分子機(jī)制，尋找更為精準(zhǔn)的治療策略。通過對研究中19例接受PD-1單抗新輔助免疫治療的d-MMR/MSI-H腸癌患者的腫瘤和正常組織標(biāo)本進(jìn)行單細(xì)胞測序，構(gòu)建單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄圖譜。研究團(tuán)隊(duì)鑒定出腫瘤微環(huán)境中41種免疫基質(zhì)細(xì)胞亞群。通過對比治療前及治療后細(xì)胞亞群的比例變化，發(fā)現(xiàn)PD-1單抗治療通過調(diào)節(jié)CD8+ Trm細(xì)胞等免疫細(xì)胞群來介導(dǎo)抗腫瘤反應(yīng)，為進(jìn)一步提高PD-1療效提供新思路，具有可觀的轉(zhuǎn)化前景。

研究團(tuán)隊(duì)首次報(bào)道了PD-1單抗誘導(dǎo)的腫瘤完全緩解的過程，在腸癌免疫治療腫瘤完全緩解的應(yīng)答過程中，PD-1單抗能夠減少促炎因子分泌細(xì)胞（IL1B+單核細(xì)胞和CCL2+成纖維細(xì)胞），促進(jìn)CD8+ Trm向CD8+ Tem轉(zhuǎn)換，減少其向耗竭程度更高的CD8+ Trm-mitotic分化；同時(shí)減少表達(dá)多種免疫共抑制受體的CD4+ Treg細(xì)胞，增強(qiáng)CD4-B細(xì)胞間CD40LG-CD40輔助信號，促進(jìn)CD8+ T細(xì)胞效應(yīng)功能。經(jīng)過對基質(zhì)細(xì)胞亞群的分析，團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，HLA-DRA+內(nèi)皮細(xì)胞及CXCL12+成纖維細(xì)胞亞群在治療后顯著增加，這兩類細(xì)胞在輔助淋巴細(xì)胞趨化及激活中發(fā)揮著重要作用。

研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，上述免疫和基質(zhì)細(xì)胞的重塑過程與慢性炎癥消退介導(dǎo)的免疫抑制消除密切相關(guān)。PD-1單抗誘導(dǎo)的病理完全緩解反應(yīng)中，顯著減少了上述促炎因子分泌細(xì)胞及多種炎癥因子，并促進(jìn)T細(xì)胞和B細(xì)胞向炎癥消退表型轉(zhuǎn)化，從而削弱促腫瘤炎癥，減少炎癥環(huán)境對CD8細(xì)胞功能的抑制作用，進(jìn)而達(dá)到腫瘤完全緩解的最佳療效。然而，在未能達(dá)到完全緩解的標(biāo)本中，促炎型細(xì)胞（IL1B+Mono，CCL2+Fibro）及多種促炎因子（IL1A、IL1B等）無明顯消退，炎癥相關(guān)Ig B細(xì)胞，CD4+Treg細(xì)胞，CD8+Trm-mitotic細(xì)胞富集，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明，炎癥因子IL1β減少完全緩解相關(guān)CD8+ T細(xì)胞及CD40+ B細(xì)胞，增加非完全緩解相關(guān)的Treg細(xì)胞及耗竭PD-1+CD8 T細(xì)胞。對于非完全緩解的耐藥患者，通過聯(lián)合靶向炎癥因子和Tregs細(xì)胞可能是進(jìn)一步提高dMMR/MSI-H腸癌患者治療獲益的可行策略。

綜上，研究首次通過單細(xì)胞測序技術(shù)，闡明了PD-1免疫治療誘導(dǎo)的病理完全緩解反應(yīng)的免疫基質(zhì)細(xì)胞重塑過程，揭示PD-1單抗誘導(dǎo)dMMR腸癌完全消退的細(xì)胞機(jī)制。創(chuàng)新性地提出了炎癥消退與抗PD-1免疫應(yīng)答的關(guān)系，并提出促炎型單核細(xì)胞IL1B+Mono及促炎因子IL1β、Tregs等可作為潛在聯(lián)合靶點(diǎn)，為腫瘤免疫治療機(jī)制研究及轉(zhuǎn)化研究領(lǐng)域提供了豐富的資源，為進(jìn)一步探索更有效的腫瘤免疫聯(lián)合治療策略提供了新方向。