文献题目：Uncoupling immune trajectories of response and adverse events from anti-PD-1 immunotherapy in hepatocellular carcinoma
中文题目：肝细胞癌中抗 PD-1 免疫治疗的反应和不良事件的解偶联免疫轨迹
杂志及影响因子
研究意义：
通过抗体靶向程序性细胞死亡-1（PD-1）和细胞毒性 T 淋巴细胞相关蛋白-4（CTLA4）等分子进行的免疫检查点封锁 （ICB） 是目前最广泛使用的癌症免疫疗法之一。
ICB 在各种恶性肿瘤中取得了良好的结果，也包括肝细胞癌 （HCC）。在 III 期临床试验中，使用抗 PD -1 单药治疗晚期 HCC 患者，纳武利尤单抗和帕博利珠单抗的客观缓解率 （ORR）分别为15%和18.3%。此外，约20%的患者经历了 3 级或更高级别的治疗诱导的免疫相关不良事件 （irAE）。
虽然最近报道的 HCC 联合免疫治疗带来了更高的 ORR，但 irAEs 也同步增加。因此，更好地理解ICB 的反应和irAE 发生机制对于改善治疗结果至关重要。
导读
单细胞、多参数技术的发展为从有限的样本中提取有价值的数据提供了手段，使深入描述免疫机制和生物标志物的发现成为可能。对免疫治疗的反应需要免疫抑制肿瘤微环境 （TME）的重新激活。
尽管如此，系统免疫在抗肿瘤免疫反应中发挥着重要作用，并提供了一个实用的和临床环境中预证明的微创生物标志物来源，此外，irAEs 可能会致命，延迟或破坏治疗，通常表现为系统性自身免疫性疾病。
近日，新加坡国家癌症中心的David Tai 教授团队对接受抗 PD-1 治疗的 HCC 患者进行了深度单细胞免疫分析，在Journal of Hepatology上发表了题为Uncoupling immune trajectories of response and adverse events from anti-PD-1 immunotherapy in hepatocellular carcinoma的研究性文章，发现预测反应的免疫信号，深入了解了接受 ICB 治疗的 HCC 患者不良事件背后的免疫机制。
主要研究内容
外周血反应的早期免疫学预测因子
使用CyTOF和scRNA-seq分析了接受抗 PD-1 的 HCC 患者的治疗前和治疗后的血液样本，以揭示治疗效应和 irAEs 的机制，并使用小鼠 HCC 模型进行进一步验证。
最初对 6 个有反应（Res）和 6 个无反应（N-Res）临床匹配样本进行 Mann-Whitney 分析，显示出两个CD4+簇：FoxP3+CD4+T 细胞（C33）和 FoxP3+CTLA4+CD4+调节性 T 细胞 （Treg）（C3），以及一个在有反应组中富集的 CD8+CD45RO+CCR7-CXCR3+TEM（C76）簇。
两种不同的 CD11c+髓系细胞簇，C4，HLADRhiCD86+，显示抗原呈递能力，C37, CD14+HLADRlo/-，可能是髓样源性抑制细胞（MDSCs），分别在 Res 和 N-Res 中富集。接下来，通过流式细胞术验证了外周Treg、CXCR3+CD8+TEM 细胞和 APCs 在 Res 中的富集，以及MDSCs 在 N-Res 中的富集。
在两个队列中，更高频率的 Treg、APCs 和 CXCRC3+CD8+TEM 细胞与优越的无进展生存(PFS)显著相关，CXCR3+CD8+TEM 细胞和 APCs 在 Res 中仍然显著富集。这些数据表明，外周血 CXCR3+CD8+TEM和APCs是接受抗 PD-1 治疗的 HCC 患者反应和 PFS 的独立预测因子。
与 irAE 相关的外周免疫标志物
接下来分析了相关的血液样本，结果显示两个 CXCR3+CD38+CD16+CD56+NK 簇（C89 和 99）在 Tox（经历 2 级及以上 irAE 者）中富集。
相反，三个CD8+簇（C66、76 和 96）：C66、C76TEM（CD45RO+CCR7-）和 C96（CD161+CD56+CD8+）以及 CD11C+CD14+HLADR+髓系簇（C27）在非 Tox（1 级或无 irAE 者）中富集。
有趣的是，相同的 CXCR3+CD8+TEM（C76）簇也在 Res 中富集。在控制应答状态后，所有 5 个免疫亚群均表现出相似的趋势。
不同的 CD11c+ 髓系 APC 亚群参与应答和 irAEs
接下来对 10 个 PBMCs 样本进行了scRNA-seq，从59,980个单细胞中，有 29 个簇被鉴定出来并进行了注释，Treg（CD3D+CD4+FOXP3+CTLA4+IL2RA+）和 ITGAX（CD11c）、HLA-DPA1、THBD（CD141）和 CLEC9A 的 CDC1 在Res中显著富集。
此外，两个表达 CD14 和 ITGAX（CD11c） 的髓系簇，CD14-1 和 CD14-3 与非 Tox 相关。这些 CD14+簇表达了更高水平的 KLF4 和 CLEC7A，表明免疫抑制巨噬细胞可能发生极化。
接下来重点关注与这两个事件相关的 CD11c+APC。Res 中富集的 cDC1 簇表达最高水平的 HLA 基因，表明具有优越的抗原呈递能力。事实上，其丰富的功能途径包括通过 MHC II 类的抗原加工和呈递、T 细胞共刺激和干扰素介导的信号转导，这对免疫启动很重要。
这证实了其他研究，表明 cdc1 与癌症中更好的生存率以及在过继 T 细胞治疗和 ICB 中的抗肿瘤作用有关。
CXCR3+CD8+TEM 细胞应答和 irAEs 的不同表型
与所有其他 T 细胞相比，表达 CXCR3 的 CD8T 细胞有多个基因参与抗原呈递、HLA(s)、炎症、颗粒酶（GZM）和增殖，MKI67 在 CXCR3+CD8+T 细胞中富集。相反，幼稚 T 细胞标记物如 CCR7、IL7R 和 LEF1 的表达在预验证中被下调，提示存在效应记忆表型。丰富的功能途径包括炎症反应、细胞溶解和抗原加工和通过 MHC II 类的呈递。
与其他 T 细胞相比，这些CXCR3+CD8+TEM细胞显示出更多的炎症和细胞表型。淋巴光毒素 （LTA）及其受体，肿瘤坏死因子受体超家族（TNFRSF）1A、1B 和淋巴光毒素受体 （LTBR） 在 Res 和 Tox 中均富集。这表明CXCR3+CD8+TEM 细胞与其他细胞形成促炎相互作用，导致反应和 irAEs。
此外，CXCR3+CD8+TEM 与髓系细胞群之间存在明显的 TNF 相互作用，其中 TNF-TNFRSF1B（TNFR2）在 Res 中富集，而 TNF-TNFRSF1A（TNFR1）在非 Tox 中富集。与非 Tox 相比，Tox 中 CD14+单核细胞和 CD14-CD11c+HLA-DR+DC 上 TNFR1 的表达增加。
然而，Res 和非 Res 在单核细胞和树突状细胞上的 TNFR2 的表达没有显著差异，表明 Res 中 TNF 相互作用的增加很大程度上是由TNF 的上调驱动；而在非 Tox 中，这主要是由于TNFR1 表达的增加。这表明不同的 TNF 信号通路可以用来分离 ICB 中的反应和 irAEs。
APC 和 CXCR3+CD8+TEM 细胞的组织募集
DEG 分析比较了 Res 和治疗前的肿瘤，发现与 T 细胞激活（GZMA、GZMH）和抗原呈递相关的基因上调，这些基因在 CXCR3+CD8+TEM 细胞和 APCs 中也上调。
Res 集治疗后富集的功能通路包括抗原呈递、T 细胞共刺激、白细胞趋化和 IFN 介导的信号转导，其中许多同样是 cDC1 和 cDC3+CXCR3+TEM 细胞中富集的共同功能通路，表明这些免疫细胞在 ICB 后被招募到肿瘤组织中，特别是在应答者中。
此外，值得注意的是，CXCL9、CXCL10 和 CXCL11 在 Res 中富集，这是与 CXCR3 结合的关键趋化因子，进一步支持了肿瘤中 CXCR3+CD8+TEM 细胞的招募。此外，CXCR3+CD8+TEM 细胞确实在 Tox 中明显减少，表明它们被招募到组织中。这些数据再次强调了CXCR3 介导的CXCR3+CD8+TEM细胞迁移在应答和 irAEs 中的重要性。
TNFR2 抑制解除了对抗 PD-1 ICB 的反应和毒性
第四部分的 scRNA-seq 数据表明，与 Res 和非 Tox 相关的不同 TNF 信号通路可以用于解除 ICB 上的反应和 irAEs 的结合。
因此在接种肝癌细胞的小鼠中使用抗 PD-1 和/或抗 TNFR1 或抗 TNFR2 治疗，所有接受联合治疗的小鼠均显示出肿瘤结节的显著减少，特别是那些使用抗 PD-1+抗 TNFR2 治疗的小鼠，抗 PD-1+抗 TNFR1 联合治疗的小鼠的肝-体重比显著升高，而小鼠体重没有显著差异，提示肝脏肥大和炎症。
在非 Tox 中观察到的较高的 TNFR1 的表达，表明其在预防 irAE 中的作用，证实了在抗 PD-1+抗 TNFR1 联合治疗的小鼠中观察到的毒性增强。非肿瘤肝组织中 CD8+T 细胞浸润增加，特别是促炎 CD69+激活的 CD8+T 细胞，在抗 PD-1+抗 TNFR2 联合治疗中没有观察到增强的毒性，显示出最大的肿瘤控制。
在肿瘤浸润性白细胞 （TILs）中，TNFRSF1B（TNFR2）的表达显著高于 Treg 中，而 TNFRS1A（TNFR1）的表达与来自 PBMCs 或非肿瘤肝浸润性白细胞的 Treg 相比，来自 TILs 的 Treg 中TNFRSF1B 的表达也更高。
这些发现表明了TNFR2在来自 HCC 肿瘤的 Treg 上表达的特异性，通过选择性抑制，可以增强抗肿瘤反应，但不增强全身毒性。因此，利用该模型，验证了抗 PD-1 和抗 TNFR2作为一种新的 ICB 联合治疗 HCC 的策略，可以在不增强 irAEs 的情况下获得更好的反应。
结语
这项研究的重点是不同的免疫亚群与免疫治疗中的反应和毒性有关，免疫亚群的不同免疫轨迹有助于应答或产生毒性，TNFR2 抑制解除了抗 PD-1 免疫治疗中的反应和毒性。
总之，这项研究确定了接受抗 PD-1 免疫治疗的 HCC 患者的早期外周反应预测因子，并为应答和 irAE 之间的联系提供了有价值的见解，可用于增强临床反应，在不加重毒性的情况下进行 HCC 治疗。
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策划：GoEun，梅浙
题图来源：站酷海洛PLUS
参考文献：
Chuah S, Lee, Song Y, et al. Uncoupling immune trajectories of response and adverse events from anti-PD-1 immunotherapy in hepatocellular carcinoma. J Hepatol. 2022 Apr 14;S0168-8278(22)00233-1. doi: 10.1016/j.jhep.2022.03.039.