为什么肿瘤免疫治疗对胰腺癌效果不明显？

大v

胰腺癌 免疫疗法
原文地址：https://www.zhihu.com/question/58243933

大力水手

免疫治疗疗效到底受到到那些机制影响呢？常见的生信分析文章，往往关注原发肿瘤；根据对免疫检查点抑制剂应答、T细胞浸润，将肿瘤免疫微环境分为免疫沙漠（immune-desert）型、免疫排斥（immune-excluded）型和免疫炎症（immune-inflamed）型，前两种也称为“冷肿瘤”，免疫治疗通常对其无效，而最后一种称为“热肿瘤”，对免疫应答显示出良好的反应。冷热肿瘤的区分主要在于免疫细胞的空间分布情况，且冷肿瘤往往对免疫治疗 “迟钝”；
但是在临床应用过程中，还有一大部分的肿瘤在中晚期、或者发生转移的时候才提使用免疫检查点抑制剂！
众所周知，原发性肿瘤和转移性肿瘤之间有很大的异质性，本着雨露均沾的原则，小编发出灵魂拷问：转移瘤为何免疫治疗无效？和原发肿瘤一样吗？是否有什么惊天秘密？
如果你也关注到这个问题重要，但是研究很少的绝佳切入点，那就快来联系我们！小编已经整理好了技术路线和数据，坐等和各位大佬探讨！

什么？害怕数据不够？
没关系，自测+公开数据整合来凑！用少样本，整大活！今天就来给大家打个样！分享一篇人人可学的自测+公开数据文章，聚焦的问题正是转移瘤为何免疫治疗无效！   


2023-09-01，发表在The Journal of clinical investigation（IF：15.9）文章，题目：Immune checkpoint blockade induces distinct alterations in the microenvironments of primary and metastatic brain tumors。  

背景

与复发性胶质母细胞瘤(rGBM)的反应相比，脑转移瘤(BrM)对免疫检查点阻断(ICB)的颅内反应研究较少。

作者整合自测数据和公开数据，17例(8例经ICB治疗)样本进行了scRNA-Seq分析，并整合了来自两项已发表研究的10例BrM样本的scRNA-Seq数据，BrM样本的综合scRNA-Seq数据集。单细胞RNA-Seq (scRNA-Seq)研究，发现ICB比rGBM导致更突出的T细胞浸润到BrM中。
这些BrM浸润的T细胞表现出肿瘤特异性表型，并表现出更大的激活/耗尽特征。

使用多重免疫荧光和空间转录组学发现，ICB减少血管周围空间的CD206+巨噬细胞群，这可能调节T细胞进入BrM。

确定一个与BrM患者更长的总生存期相关的祖耗尽T细胞亚群。



结果  

一、ICB增加BrM TME内的T细胞浸润      

为检测单细胞分辨率下ICB治疗对BrM的影响，从18个BrM样本中纯化CD45+免疫细胞，其中8个样本由于外周/颅外转移疾病的进展而在手术前接受ICB治疗(图1A)；来自黑色素瘤患者的BrM在ICB未用药组和ICB治疗组中均占最大比例(图1A)。
基于细胞因子数据，观察到ICB治疗的BrM (BrM)中T细胞比例显著增加。ICB对ICB-naive BrM (BrM)(图1B)。
BrM中T细胞频率的增加。ICB不仅仅是由于髓系细胞细胞的相对减少，而是肿瘤浸润性T细胞丰度的绝对增加(图1C)。
scRNA-Seq数据证实ICB处理的BrM和rGBM中淋巴细胞比例的显著增加，BrM中的增加更大(图1E)。
ICB-初治BrM中，CD45+免疫细胞在很大程度上被排除在肿瘤组织之外，并聚集在肿瘤周围区域，如纤维血管间质、纤维化区域、坏死和出血(图1F)。
相比之下，ICB处理的BrM展示肿瘤实质内CD45+免疫细胞的弥漫性浸润(图1G)。
CD45+细胞密度的量化证实ICB与从免疫排斥到浸润的转变有关(图1H)。




图1

二、ICB治疗诱导转移性脑TME肿瘤特异性T细胞活化和衰竭  

对肿瘤浸润淋巴样(TIL)聚集，鉴定3个CD4+簇，8个CD8+富集簇，一个双阴性记忆样簇(CD4–CD8–Tm)，一个增殖群体(循环)和2个NK细胞簇(图2A和B)。   
在全球范围内，3个耗尽的子集CD8-Tprog.ex、CD8-Tinter.ex和CD8-Tterm.ex主导轨迹的主要分支(图2C)。
有趣的是，CXCL13+ CD8-Tterm.ex簇在所有CD8+ T细胞簇中表现出最高的克隆能力得分，如STARTRAC克隆扩增指数所量化的(图2D)，可能反映克隆扩增的肿瘤抗原特异性T细胞克隆的存在。
事实上，当根据肿瘤类型和治疗方法分离CD8+ T细胞的扩散图时，观察到由ICB驱动的不同人群转移(图2E)。
在rGBM中，ICB将T细胞移向CD8-Tprog.ex，正如先前报道的。在BrM中，ICB将T细胞向CXCL13+ CD8-Tterm.ex状态转移，并上调T细胞衰竭相关基因，如CXCL13、PDCD1、PRDM1、TOX、HAVCR2和NR4A2，支持ICB驱动的多个T细胞群体向CD8-Tterm.ex状态的激活和转变。由于CD8-Tterm.ex群体也富含克隆扩增的T细胞克隆(图2D)，确定ICB是否驱动肿瘤特异性T细胞在BrM的整个T细胞区室中的富集。事实上，发现在BrM.ICB中新鉴定的肿瘤特异性T细胞信号比在其他组更丰富(图2F)。




图2

三、ICB治疗诱导BrM髓样区室的IFN活化   

尽管ICB增加T细胞的浸润，但肿瘤相关的髓样细胞仍然是rGBM和BrM脑TME中的主要免疫群体(图1B–E)。基于已知的脑驻留小胶质细胞(MG)基因(TMEM119、CX3CR1、P2RY12)的表达，将MG群体与血液来源的单核细胞/巨噬细胞区分开来(图3A)。
扩散图投影展示，在血源性髓系细胞间存在从单核细胞到不同巨噬细胞亚群的潜在分化连续体(图3B)。
鉴定在BrM中更丰富的MDSC亚群（图3C）；
在 ICB-naive的样本中，BrM患者的髓系细胞，单核细胞和MDSC相关基因(LYZ、S100A8、S100A9、JAML和CXCL2)的表达较高。MG的频率在rGBM中较高，而MDSC-ISG在BrM中较高(图3D)。
MG-ISG和单核细胞-ISG，展示更高的M1巨噬细胞基因信号富集，MDSC-ISG富集M1和M2信号，表明其与M1/M2极化范式相比更复杂的表型(图3E)。
差异上调基因的基因本体论(GO)分析强调BrM中IFN基因的上调(图3F)。
不同肿瘤组MG-和血源性髓细胞室中MSigDB Hallmark IFNG信号的样本水平富集评分，发现BrM.ICB中也富含IFN基因,比rGBM更高的量级。镁源性和血液源性髓细胞区室中的ICB(图3G)，表明在治疗的BrM.ICB肿瘤中存在高度炎性TME。



图3

四、scRNA-Seq衍生的淋巴和髓样亚型的相互作用组分析  

如每种细胞类型的信号强度总和的底部直方图所示(图4A)，在BrM和rGBM中，ICB治疗后涉及T细胞的相互作用增加。

BrM中T细胞相关相互作用的增加更大，与其更大比例的淋巴细胞相一致。在BrM.ICB中，观察到与BrM相比，涉及终末衰竭和组织驻留衰竭T细胞亚群(CD8-Trm.ex和CD8-Tterm.ex)的更强相互作用。
相比之下，rGBM.ICB展示较弱的T细胞相关相互作用的诱导(图4A)。
CD80在MDSC-ISG和cDC1，BrM.ICB中过度表达，而不在rGBM.ICB中表达；CD80在cDC2人群中上调(图4B)。
预计这些表达CD80的cDC2s会与表达共抑制性CTLA-4受体的多种T细胞亚群相互作用，这些T细胞亚群可能包括Tregs、耗尽型CD4+ T细胞(CD4-Tex)和末端耗尽型CD8-T细胞亚群(图4B)。
在ICB治疗后，另一个免疫检查点途TIGIT/CD226/NECTIN2参与rGBM和BrM(图4C)。            




图4

五、ICB诱导BrM和rGBM中免疫亚型空间分布的明显变化  

通过绘制肿瘤和正常细胞的标准基因标记的表达图(图5A)，在ICB-naive的组织中，BrM形成具有清晰的肿瘤-正常边界的高度增殖的肿瘤细胞集落，而rGBM展示出扩散性质，其中肿瘤细胞整合到正常脑组织中。   
在所有T细胞亚型中，肿瘤邻近的耗尽CD8-Tterm.ex的比例和丰度随着ICB治疗而持续增加(图5B和C)；



图5

有趣的是，在ICB处理的BrM样本中，MRC1+巨噬细胞和富含血管的spot的共定位显著减少(图5D)。   
发现MRC1+巨噬细胞和BrM中血管spot之间的接近度降低。ICB(图5D)，进一步研究MRC1+ PVMs在高度炎症性BrM.ICB肿瘤中的功能相关性。
在ICB-naive BrM中，CD14+CD206+巨噬细胞在血管周围空间聚集，形成“血管周围袖口”(图5E)；这种结构将免疫细胞限制在血管附近的局部空间，这证实了其为免疫排斥表型。
在治疗的BrM.ICB中，髓系细胞细胞群表现出强烈的IFN应答，大多数免疫细胞离开血管周围空间并弥漫性渗透到肿瘤组织中(图5E)；
ST和mIF数据验证，在血管区域附近MRC1+巨噬细胞的显著减少(图5D和F)。

六、T细胞亚群的频率与BrM和rGBM患者的总生存率相关  

具体来说，CD8-Tprog.ex展示对存活的保护作用，而另外2个是死亡的危险因素(图6A)。
在免疫亚型中，鉴定出4个T细胞亚群是总生存率的重要预测因子，CD8-Tprog.ex是最强的因素(图6B)。




图6

结论：

这篇文章的优势就在于，聚焦一个具体的临床问题，拨云见雾，层层递进；

至于结果嘛，“转移性肿瘤免疫治疗无反应和特殊类型免疫细胞在在血管周围空间聚集有关！”是不是很熟悉的结论！

但是，旧的结论，换上新的分组，那就是全新的一篇文章啦！类似的分析思路还有很多，加上这一篇的切入点，总结起来如下：

1.不同的免疫治疗反应——不同肿瘤浸润细胞——可能由于肿瘤内的异质性（可以做原发 vs 转移性肿瘤之间对比分析！）

2.不同的免疫治疗反应——相同肿瘤浸润细胞——可能由于   
1)免疫细胞位置不对！（细胞互作、空间定位）；
2)免疫细胞功能异常（免疫细胞功能状态及趋化因素分析）；
3)免疫细胞活动受限（三级淋巴结构、血管分布、淋巴管分布）；
但是有免疫治疗有反应，预后就更好吗？大漏！还有以下情况:
3.相同(不同)的免疫治疗反应——（不同）相同的预后——这又是为什么呢？如何分析？
1)预后数据受干扰（有些是由于免疫治疗并发症死亡！好好研究并发症，做一个分层！）
2)判定免疫治疗反应有/无的方法不精确：预后都改善了，居然判定为免疫治疗无效！会不会判定免疫治疗反应的指标还有改善的空间。。。。。
总之，思路打开！聚焦具体的临床问题，待解决的切入点五花八门！这不比卷技术路线轻松愉快的多嘛！
什么？还是不知道怎么研究？那戳戳这里

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检验医师

​​​【胰腺癌为什么这么难以治疗】
现在确实很多癌症都有了非常多的治疗方法，并且生存期不断延长，但是胰腺癌的治疗却进展缓慢，原因有以下几个：
（1）胰腺癌是沉默癌症，早期很难发现

胰腺癌在早期阶段几乎不会产生任何症状，当我们有所感知时，往往是它已经扩散到肝脏或身体的其他部位，进而产生的症状。因此，早期很少有人会就诊。
现在推荐对遗传性胰腺癌高危个体、新发糖尿病、慢性胰腺炎、胰腺囊性肿瘤这4类人进行早期筛查，推荐年龄分别是：
（1）有胰腺癌家族史的个体推荐胰腺癌起始筛查年龄为50岁,或比最年轻的受累血亲年轻10岁；Peutz-Jeghers综合征患者或CDKN2A突变携带者推荐胰腺癌起始筛查年龄为40岁；BRCAI、BRCA2、PALB2、ATM、MLHl、MSH2、MSH6或APC基因突变携带者起始筛查年龄为50岁,或比最年轻的受累血亲年轻10岁。
（2）50岁以上新发糖尿病患者,若出现不明原因的体质量减轻和/或短期内血糖波动范围较大或新发糖尿病患者中有遗传性胰腺癌高危风险的个体，一经诊断，应开始接受胰腺癌早期筛查。
（3）慢性胰腺炎患者推荐胰腺癌起始筛查年龄为40岁。
（4）胰腺囊性肿瘤中分支胰管型胰腺导管内乳头状黏液瘤( BD-IPMN)患者诊断明确后，推荐开始接受胰腺
如果检查无异常，则每年检查一次；如果发现异常，则根据异常情况，根据医生建议决定检查频率；检查方法是：
空腹血糖和/或糖化血红蛋白+肿瘤标志物CA19-9，联合影像学核磁、CT或超声内镜中的一种，并且在后续的检查中，影像学检查应交替使用，比如今年使用CT，明年就要使用核磁，后年就要使用超声内镜。
（2）胰腺癌手术切除机会较少，复发率高

因为胰腺癌的侵袭性非常强，很容易就和附近的血管纠缠在了一起，导致很难切除；切除后复发率也很高。[2]
（3）胰腺癌具有天然的保护壳

胰腺癌细胞在肿瘤周围形成胶原纤维茧，保护肿瘤免受外力侵害。这些纤维就像疤痕组织一样，是当癌细胞 产生损害健康组织的酶时形成的，导致胶原蛋白的形成，最终包裹肿瘤。这种特点限制了身体向胰腺癌细胞的运输药物，也就很难起效。[2]
并且胰腺癌细胞很容易突变耐药，这也是造成不好治疗的原因。[2]
（4）胰腺癌细胞的突变基因目前没有靶向药

像肺癌有靶向药是因为它的驱动基因比如EGFR，相对容易找到合适的抑制剂，且不会造成严重的影像。
而胰腺肿瘤通常是由 KRAS 和 TP53 基因突变驱动的，这两个基因是肿瘤中最常见的标记物，对身体影响太大。目前还没有开发出针对这些基因突变的合适的靶向治疗药物。
（5）胰腺癌组织中缺乏适应性T细胞

与其他癌症不同，目前胰腺癌组织中缺乏适应性T细胞，也就是后天的、在发病后从骨髓来到胰腺的T细胞；比较多的是先天T细胞，是一直存在于胰腺组织的。[3]
目前的免疫治疗主要针对的适应性T细胞，所以无法唤起胰腺癌组织里的免疫反应，也没有效果。而且前文提到的那些保护壳可能也会阻止免疫细胞进入胰腺癌组织，免疫疗法就更难起效了。
相信随着越来越多的研究，我们一定能找到胰腺癌合适的治疗方法的。
参考资料：
[1]中华医学会消化内镜学分会胰腺疾病协作组. 中国胰腺癌高危人群早期筛查和监测共识意见(2021，南京)[J]. 临床肝胆病杂志, 2022, 38(5): 1016-1022.
[2]Oberstein PE, Olive KP. Pancreatic cancer: why is it so hard to treat?. Therap Adv Gastroenterol. 2013;6(4):321-337.
[3]Peng C, Li Z, Yu X. The Role of Pancreatic Infiltrating Innate Immune Cells in Acute Pancreatitis. Int J Med Sci. 2021;18(2):534-545.

同花顺

胰腺癌这个肿瘤的组织结构，已经这个器官内免疫细胞的渗透情况，这些都影响了免疫治疗的疗效。
现在的免疫治疗，多数PD-1抑制剂，其实都是需要免疫细胞浸润的。而免疫治疗要想达到好的效果，还是需要有免疫细胞的浸润的。目前倒是有第二代免疫治疗药物，比如PM8001这类，可以去申请考虑下，此外一些临床试验的药物也可以去看看。因为很多新药往往最开始在临床试验里开展。当然如果这些药物真是要批准了，就老贵了。可以去看看，申请下这种胰腺癌的临床试验。
http://www.cancer-free.cn/application/goType=application

继续前进

不邀自来，刚好了解一些。
胰腺癌之所以难治，一个重要的原因是胰腺癌组织中布满了结缔组织、纤维化等等，这些东西就像一堵堵致密的篱笆墙，把癌细胞“完美“地保护起来了。这些铜墙铁壁，就像故宫的城墙，将入侵的化疗药、免疫细胞都阻挡在外边，让一整个胰腺癌肿瘤王朝固若金汤。组成这些篱笆墙的重要成分，就是透明质酸（HA）。
顺便，我说一下最新的胰腺癌靶向药PEGPH20，数据在今年的Asco上比较受关注。其实就是一种经过现代工艺改良以后的透明质酸酶，能够将透明质酸HA一点点水解掉。所以，PEGPH20就像一个推土机，直接 “强拆”胰腺癌周围的铜墙铁壁，化疗药和免疫细胞就可以长驱直入，直捣黄龙。所以，PEGPH20和化疗或者免疫治疗联合使用，有利于促进化疗药或者免疫细胞，更好地到达胰腺癌的中心区域，发挥抗癌疗效。

队长是我

貌似是因为胰腺这个鬼地方极度缺血+缺氧，免疫细胞难以生存。
所以胰腺癌是典型的死猪不怕开水烫。胰腺癌本身就是在极度缺血的环境中长大的，缺血导致药物难以渗透，所以胰腺癌对化疗不敏感。然后胰腺癌本来就不怕缺血，所以抑制肿瘤血管也没啥用。