世和多组学揭示驱动基因阳性NSCLC骨转移灶免疫微环境特征

导语

非小细胞肺癌(NSCLC)是一种基因组高度复杂的侵袭性肿瘤，其中约30%~40%的患者会发生骨转移，驱动基因阳性NSCLC骨转移发生率更高^[1-4]，且预后较差，免疫治疗疗效也不佳。目前对驱动基因阳性NSCLC骨转移灶免疫微环境研究尚处于空白阶段。

广东省人民医院周清教授团队与世和基因合作，基于T细胞受体（TCR）和RNA测序，对驱动基因阳性NSCLC骨转移灶进行多组学免疫微环境研究，揭示了骨转移灶的免疫细胞浸润、TCR谱特征及其异质性。研究结果已于近日发表在Molecular Carcinogenesis杂志（IF=5.139）^[5]。

研究亮点

1、基于TCR图谱和免疫细胞分析，描绘了驱动基因阳性NSCLC骨转移灶的免疫浸润特征及TCR图谱的多样性。

2、基于两个驱动基因阳性NSCLC案例，揭示了骨转移灶免疫治疗获益及耐药的免疫微环境潜在机制。

研究内容

研究纳入了10例接受骨病变切除手术且病理诊断为NSCLC骨转移的患者，包括6例驱动基因突变阳性及4例驱动基因突变阴性，对其手术切除的骨转移灶进行TCR-seq（8个FFPE样本）和RNA-seq（6个新鲜组织样本）检测。

研究对驱动基因阳性骨转移灶进行RNA测序，通过CIBERSORT分析免疫细胞浸润，并与CHOICE研究^[6]中驱动基因阳性原发性肺病灶进行对比，结果显示：骨转移灶中含有大量免疫抑制细胞，如Treg和M2型巨噬细胞，可能与骨转移的不良预后相关。与原发性肺病灶相比，骨转移灶中浆细胞、naïve CD4+T细胞、活化NK细胞、M2型巨噬细胞、静止肥大细胞、嗜酸性粒细胞均显著富集。而原发性肺病灶中，中性粒细胞、活化的骨髓树突状细胞、T细胞γδ和记忆B细胞的比例显著更高（图1）。

图1. 驱动基因阳性骨转移灶与原发性肺病灶的免疫细胞浸润对比

为探究TCR谱特征，研究对4例驱动基因阳性骨转移灶进行了TCR测序，并以4例驱动基因阴性骨转移灶为对照。首先，在TCR整体多样性方面，驱动基因阳性患者的多样性Shannon指数（图2A）和重排丰富度（图2B）都有更高趋势。而代表T细胞增殖的克隆性方面差异较小（图2C）。其次，在CDR3、VJ、VDJ序列多样性方面，驱动基因阳性患者的序列多样性也更为丰富，其中CDR3和VDJ序列异质性较大，两类人群共性克隆低于2%（图2D、E）。因此，TCR谱提示驱动基因阳性骨转移灶具有更丰富的多样性，那这类人群是否能从免疫治疗中获益？

图2. 驱动基因阳性与驱动基因阴性组中TCR谱的多样性对比

研究纳入的两例EGFR 19del阳性骨转移肺腺癌患者（图3，病例号P1和P4）均接受了三线免疫治疗。其中，P1的PD-L1表达为50%（22C3），但在联合使用纳武利尤单抗、培美曲塞和贝伐单抗2.5个月后疾病进展。P4的PD-L1表达阴性，接受纳武利尤单抗治疗后病情稳定，持续缓解时间29个月。两组均在免疫治疗后进行骨转移灶采集，同时进行TCR和RNA测序探究免疫微环境机制。

图3. P1和P4患者治疗时间线

TCR谱分析方面，P1和P4的整体TCR多样性和CDR3、VJ、VDJ克隆多样性差异较小，但P4在高频扩增的TCR特定序列多样性方面更为丰富。免疫细胞浸润方面（图4），P1有更多的M2巨噬细胞浸润，而P4则有浸润更多的活化NK细胞。

图4. P1和P4免疫细胞浸润对比

结语

研究利用多组学技术揭示了驱动基因阳性NSCLC骨转移灶的免疫微环境特征，提示该类人群骨转移灶中存在一定异质性，骨转移免疫微环境可能和免疫治疗的疗效相关。该研究为驱动基因阳性骨转移NSCLC免疫治疗获益提供了一定研究基础。

参考文献

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