研究背景

研究结果

图2：晚期NSCLC患者的PL和LM对免疫治疗的器官特异性响应

图3：NSCLC患者配对PL和LM的基因组景观

4.mIHC揭示PL的T细胞和NK细胞的肿瘤浸润比例高于LM

为进一步在蛋白质水平上确认PL和LM之间的免疫细胞浸润差异，研究人员对24对肿瘤样本的肿瘤实质区域和肿瘤基质区域进行了mIHC分析，并着重关注了肿瘤治疗状态相同的时间点取样的配对样本(Group A)。分析共纳入了5个蛋白marker (panCK、CD8A、CD56、CD68和HLA-DR)，用于识别panCK⁺肿瘤细胞、CD8⁺T细胞、CD56^dim+细胞毒性NK细胞、CD56^bright+免疫调节NK细胞、CD68⁺HLA-DR⁺巨噬细胞(M1-like)和CD68⁺HLA-DR^-巨噬细胞(M2-like)。通过分析免疫细胞的浸润比例发现，PL组CD8⁺、CD56⁺和CD68⁺细胞在实质和基质区域浸润趋势相似；而LM组实质区域主要免疫浸润细胞类型为CD56⁺细胞，基质区域则主要为CD68⁺细胞。进一步对比PL和LM组蛋白marker的密度和阳性细胞比例，发现在所有样本中仅有CD56⁺细胞在PL中显著高于LM组，而在排除治疗影响的Group A中则发现CD8⁺和CD56⁺细胞均在LM中显著降低，与转录组测序结果一致。

图5：mIHC显示NSCLC患者免疫浸润水平的差异

5.单细胞转录组测序揭示PL中有更多CD8Teff细胞浸润和更高的NK细胞毒性

为了验证转录组测序和mIHC中得到的结果，研究人员进一步对一名NSCLC患者的配对PL和LM新鲜肿瘤组织进行了单细胞测序，并着重研究了T和NK细胞在肿瘤免疫微环境中的差异。单细胞测序结果发现LM中有更多的Treg和CD8Tem，而PL则有更多CD8Teff和HelperT，与前文结果一致。对T和NK细胞进行GSEA富集分析同样发现了NK细胞介导的细胞毒性和T细胞受体信号通路在PL中显著上调。通过单细胞基因集合分析发现，各细胞亚群的T细胞激活水平都呈现为PL高于LM，且CD8Teff和干扰素相关T细胞亚群的T细胞激活水平最高。T细胞毒性水平也呈现组间差异，其中NK细胞、HelperT细胞、干扰素相关T细胞和增殖T细胞的毒性水平在PL组显著高于LM组，且NK细胞是所有亚群中细胞毒性水平最高的亚群。

为了进一步理解T和NK细胞在PL和LM组分布差异的机制，研究人员分别对PL和LM样本进行了细胞相互作用分析。分析显示，PL组有更多Teff招募相关的趋化因子表达，包括CCL23、CCL13、CCL18和CCL3；与此同时，与Treg招募相关的互作对CCL18_CCR8和SPP1_CCR8则在LM组更为显著。另外，LM组的T和NK细胞可以通过CLEC2D_ KLRB1和SIGLEC10_CD52互作对抑制T细胞激活与T细胞增殖。值得一提的是，与免疫治疗相关的PD-1/L1则仅在PL组的CDTeff细胞和巨噬细胞间有显著互相作用，可推测在PD-1/L1免疫治疗后LM的免疫微环境中的CD8Teff无法被恢复活性。综上，LM中存在更加抑制的免疫微环境，表现为更低的CD8⁺T细胞和NK细胞浸润水平和激活水平，以及他们受损的细胞毒性能力。

图6：单细胞测序显示T和NK细胞在配对PL和LM间的差异

本研究使用严格配对的肿瘤样本来分析NSCLC患者PL和LM的器官特异性疗效和TME，排除了个体异质性的影响，揭示了在基因组、转录组和多个免疫标记蛋白水平上肝转移肿瘤对免疫检查点抑制剂(ICIs)的器官特异性疗效差异及其诱因机制，可为非小细胞肺癌肝转移患者精准治疗提供思路。

Deng J Y, Gou Q, Yang L, et al. Immune suppressive microenvironment in liver metastases contributes to organ-specific response of immunotherapy in advanced non-small cell lung cancer[J]. Journal for Immunotherapy of Cancer, 2023, 11(7).