撰文 | 咸姐
#胰腺癌#
近年来，胰腺胆管癌（PDAC）的发病率和死亡人数一直在逐渐上升，尽管PDAC的的检测和治疗取得了进展，但患者的5年生存率仍然很低，目前手术切除是唯一的治愈机会。不幸的是，80-85%的患者处于不可切除的疾病晚期，而PDAC对大多数化疗药物的反应不佳。虽然化疗方案的改善取得了一些进展，但转移性PDAC的预后仍然很差【1,2】。毫无疑问，PDAC患者急需新的有效治疗方案，于是，免疫治疗进入了科学家们的视线。
然而事情的进展并不那么顺利。一方面，尽管对于免疫逃逸的分子和细胞机制的理解推动了一系列肿瘤类型临床治疗的巨大成功，但微卫星稳定的PDAC（占所有患者的98%以上）在很大程度上对已知可用的免疫检查点阻断不起反应。不过科学家们并没有就此放弃免疫疗法治疗PDAC。近几年的全外显子组测序（WES）研究表明，尽管存在中间的突变负荷，在一部分早期PDAC中确定了预测的新抗原（neoantigen）/新表位（neoepitope，具有更强的肿瘤特异性，可被免疫系统识别，并可作为标记来识别和对抗肿瘤）【3】。事实上，已经可以从PDAC患者中分离出新抗原特异性肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）克隆。与此同时，对PDAC中免疫环境的大量分析揭示了一个复杂的微环境，其中含有大量的免疫抑制细胞群，并且一部分患者具有功能失常或衰竭的CD8+ T细胞（表现为共抑制受体TIGIT的表面表达升高）【4】，只是这些细胞的肿瘤反应性目前暂不清楚。
另一方面，之前对于PDAC中新抗原表达的研究主要基于两类模型——单层细胞系的移植模型【5】和原位基因工程小鼠模型【6】。然而到目前为止，这两类模型的研究结果似乎是相互矛盾的。前者模型导致了占优势的T细胞介导的排斥反应，而后者模型中新抗原表达则导致了肿瘤的加速。
近日，来自美国麻省理工大学的Tyler Jacks团队在Cancer Cell上在线发表题为The CD155/TIGIT axis promotes and maintains immune evasion in neoantigen-expressing pancreatic cancer 的文章，发现CD155/ TIGIT轴是胰腺癌免疫逃逸的关键驱动因素，开发新表位预测方法，利用新的临床前模型揭示了部分胰腺癌患者含有可预测的高亲和力的新表位，并且确定了一种能够产生强烈抗肿瘤反应的联合免疫治疗方案（TIGIT/PD-1联合阻断加CD40激动剂）。
为了在更广泛的范围内探索PDAC的新表位情况，本文研究人员开发了一个新表位预测方法，包括HLA等位基因分型、突变调用、变异效应预测和多肽:MHC I类结合预测，并且扩展了搜索空间，以考虑由错义、移码和插入/删除突变衍生的变异。分析结果显示部分原位和晚期/转移PDAC都含有预测的高亲和力新表位。基于此，研究人员着手开发改进临床前模型，以期描述该类患者免疫逃逸的分子和细胞机制。
研究人员构建了“可基因定义”的胰腺类器官（GOD），其不仅表达致癌Kras和p53缺失，而且含有一种稳定的高亲和力MHC I类限制性新抗原（SIINFEKL），或者是另外两种已经报道过的MHC I类限制性新抗原（LAMA4-G1254V和ALG8-A506T）。将这三种表达不同新抗原的GOD原位移植到免疫缺陷的小鼠中，可导致100%的肿瘤形成；相反，将表达新抗原的类器官原位移植到具有免疫能力的小鼠中则导致了两种主要结果：（1）免疫介导清除所有表达新抗原的肿瘤细胞（称为“non-progressor”），（2）免疫逃逸（称为“progressor”）。值得注意的是，虽然这三种新抗原均对MHC I类具有高亲和力，研究人员观察到大量含有高免疫原性新抗原SIINFEKL的肿瘤能够在维持抗原表达的同时逃避免疫控制。此外，研究人员发现，与从未暴露于免疫选择压力的肿瘤类器官相比，免疫逃逸肿瘤的类器官上的新抗原和MHC I类的表达均没有缺失，由此提示新抗原或MHC I类表面表达的缺失并不是观察到的免疫逃逸的驱动因素。实验证实来自免疫逃逸性肿瘤的类器官保留了新抗原表达和抗原处理/呈递的能力。
与此同时，本研究实验表明，CD8浸润的免疫逃逸性新抗原表达肿瘤要么在抗原处理/呈递中出现缺陷，要么随着时间的推移出现肿瘤反应性T细胞功能失调。利用流式细胞分析新抗原特异性区的T细胞衰竭/功能障碍，研究人员发现免疫逃逸肿瘤的CD8+ TIL的增殖能力随时间下降，并且其新抗原特异性TIL上有多个共抑制受体（PD-1、TIGIT、TIM-3、 LAG-3）的显著表达积累。单细胞测序分析也观察到了一致的结果，新抗原特异性CD8+ T细胞在免疫逃逸性肿瘤中呈现多种功能障碍状态。而对从人PDAC新鲜手术样本中分离的瘤内CD8+ T细胞进行流式分析以及对PDAC患者的单细胞测序数据进行分析，也得出了同样的结果，人类PDAC具有与临床前模型类似的肿瘤内CD8+ T细胞衰竭群体，由此表明来自小鼠免疫逃逸性PDAC的新抗原特异性TIL反映了部分人类PDAC中CD8+ TIL的情况，也证明了这些临床前模型可以准确再现部分人类疾病。
基于上述发现，研究人员接下来对抑制性配体的表达进行了检测。结果在大量临床前小鼠模型和人类PDAC样本中检测出CD155（TIGIT的配体）的表达升高，并且与含有预测新表位低负荷（后25%）的肿瘤相比，含有预测新表位高负荷（前25%）的肿瘤的CD155表达也显著升高。在含有更多非结合新表位的患者和含有预测的高亲和力新表位的患者中，CD155的表达也显著升高，进一步地实验也表明CD155/TIGIT轴在介导人PDAC的免疫逃避中发挥重要作用。研究人员随后利用临床前模型探索CD155/TIGIT轴的治疗潜力，结果显示与所研究的所有组合相比，TIGIT/PD-1联合阻断加上CD40激动剂（TIGIT/PD-1/CD40a）的组合可以产生显著的肿瘤反应。将TIGIT/PD-1/CD40a用于上述免疫逃逸性肿瘤模型的治疗，在应答肿瘤中CD8+ T细胞浸润增加，同时免疫抑制性髓系亚群减少，尤其是粒细胞性骨髓源性抑制细胞（G-MDSC）。值得注意的是，在应答肿瘤的肿瘤相邻间质内PD-L1和CD155升高，这可能反映了获得性CD40激动剂耐药的机制，而这可能通过TIGIT/PD-1联合阻断来克服。
综上所述，该研究证明了PDAC（包括晚期/转移性病变）肿瘤表达预测的含有新的MHC I类结合能力的高亲和力的新抗原，同时利用表达新抗原的小鼠PDAC的多个临床前模型与人类PDAC的分析相结合，发现了CD155/TIGIT轴是维持PDAC免疫逃逸的必要充分条件，从而利用此发现揭示了一种在临床前模型中引发强烈抗肿瘤反应的新的联合免疫疗法（TIGIT/PD-1/CD40a），为PDAC的治疗带来了新希望。
原文链接：
/10.1016/ell..07.007
参考文献
1. Audrey Vincent, Joseph Herman, Rich Schulick, et al (). Pancreatic cancer.Lancet. 13;378(9791):607-20.
2. Siegel, R.L., Miller, K.D., and Jemal, A. (). Cancer statistics, . CA Cancer J. Clin. 70, 7–30.
3. Balachandran, V.P., quksza, M., Zhao, J.N., et al. (). Identification of unique neoantigen qualities in long-term survivors of pancreatic cancer.Nature 551, 512–516.
4. Liudahl, S.M., Betts, C.B., Sivagnanam, S., et al. (). Leukocyte heterogeneity in pancreatic ductal adenocarcinoma: phenotypic and spatial features associated with clinical outcome. Cancer Discov. /10.1158/2159-8290.CD-20-0841.
5. Evans, R.A., Diamond, M.S., Rech, A.J., et al. (). Lack of immunoediting in murine pancreatic cancer reversed with neoantigen. JCI Insight 1, e88328.
6. Hegde, S., Krisnawan, V.E., Herzog, B.H., Zuo, et al. (). Dendritic cell paucity leads to dysfunctional immune surveillance in pancreatic cancer. Cancer Cell 37, 289–307.e9.
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