近期,蘇州大學趙軍主任和劉密教授等聯合在Advanced ScienceAnalytical Chemistry以期刊封面形式發表了兩項重要研究成果 [1,2]。
(來源:劉密)
研究人員分別基于對約 60 名肺癌與食管癌患者的臨床觀察,創新性地開發了一種基于負載腫瘤全細胞抗原納米粒子的腫瘤抗原特異性 T 細胞檢測技術。
該技術通過激活外周血中的廣譜多克隆效應性腫瘤抗原特異性 T 細胞(ETAST,effector tumor antigen-specific T cells)并結合流式細胞術檢測,能夠全面準確地量化 ETAST 含量。
這兩項研究不僅為外周血中廣譜多克隆 ETAST 的檢測提供了新方法,更為預測癌癥免疫治療(或化免聯合治療)療效開辟了新途徑。
(來源:Advanced Science)
該技術具有多重優勢:
首先,它能準確檢測患者外周血中的廣譜多克隆的 ETAST,并與現有生物標志物檢測形成互補,為臨床決策提供更全面的信息;其次,該方法兼具檢測全面性和高度特異性(包括結構和功能的雙重特異性);此外,其微創性(僅需約 5mL 外周血)、可持續監測、操作便捷性和成本效益高等特點,具有顯著的臨床應用價值。
值得關注的是,這一創新技術不僅適用于免疫治療或化免聯合治療的療效預測或評估,還可拓展至放療、溶瘤病毒治療及基于納米藥物等的治療方案評價。
預測癌癥免疫療效標志物的關鍵:既要“知彼”更要“知己”
癌癥是癌細胞與免疫系統相互對抗的結果,主要治療方法包括免疫療法和非免疫療法(例如放療、化療和手術治療等)。
近年來,癌癥免疫療法(如 PD-1 抗體、PD-L1 抗體和 CAR-T 細胞療法等)已成為癌癥治療的一線療法。然而,需要了解的是,該療法僅對部分患者有效,且現有檢測方法預測療效存在局限性,因此開發能夠預測癌癥免疫治療療效的新型標志物顯得尤為重要。
目前臨床上的檢測技術多聚焦于腫瘤細胞相關的指標,如檢測 PD-L1 表達、腫瘤突變負荷、基因檢測、循環腫瘤細胞檢測,以及循環腫瘤細胞 DNA 檢測等。
劉密表示,要戰勝腫瘤細胞,關鍵是要“知己知彼”。然而現有的這些方法僅做到了“知彼”而未“自知”,目前尚缺乏能夠全面準確檢測自身免疫系統對腫瘤細胞特異性免疫反應能力的技術。
ETAST 是機體特異性識別和特異性殺傷癌細胞的“主力軍”,其數量和活性最能反應癌癥患者的腫瘤特異性免疫反應能力。
該團隊創新性地開發了一種基于負載癌細胞全細胞抗原的納米粒的 ETAST 檢測技術,通過激活外周血中的 ETAST 并結合流式細胞術檢測,能夠全面準確地檢測其含量。
大多數癌癥免疫療法治療癌癥,是通過激活患者體內預存已有的效應性 ETAST 或刺激產生新的 ETAST 來發揮作用的。因此,ETAST 的含量可用于表征免疫治療效果。
每一種(1 個克隆)T 細胞只能特異性識別一種抗原,而癌癥患者體內的腫瘤抗原種類預估有 104-106 種,因而可能會刺激患癌機體產生成千上萬種不同的 ETAST。
要想全面準確檢測出各種不同的 ETAST,就需要將各類 ETAST 與其他 T 細胞都區分開來。但是,如何將成千上萬種不同的 ETAST 從其他眾多的 T 細胞中區分出來是一大難題。
(來源:Analytical Chemistry)
腫瘤抗原特異性 T 細胞檢測技術的具體過程如下:
首先,收取待檢測樣本外周血、脾細胞、淋巴結組織或者腫瘤組織。
其次,分離得到外周血單個核細胞、脾細胞單細胞懸液、淋巴結細胞單細胞懸液或腫瘤組織單細胞懸液。
接著,將上述步驟制備的待檢測樣本與負載全細胞抗原的納米粒子檢測試劑共孵育, 這些納米粒子負載了整個腫瘤的全細胞抗原,能夠識別任何一種腫瘤抗原的 T 細胞都會被激活。
最后,通過流式細胞術檢測激活的特異性 T 細胞的含量。
實際上,腫瘤抗原特異性 T 細胞與其他 T 細胞在結構上并沒有明顯的差異,因此如何區分它們充滿挑戰。劉密表示:“通過這種新方法,我們將結構上的差異轉化為了激活態(識別腫瘤抗原后的 ETAST)與非激活態(其他 T 細胞)的差異。因此,只有能夠特異性識別腫瘤抗原的 T 細胞才會被激活,從而實現 ETAST 的精準檢測。”
(來源:Analytical Chemistry)
根據研究結果,癌癥患者外周血中的 ETAST 含量顯著高于健康人外周血中的 ETAST 含量。而且,治療效果與癌癥患者外周血中的 ETAST 含量呈正相關。
也就是說,只有當免疫治療有效時,癌癥患者外周血中的 ETAST 含量才會上升,單細胞測序結果也證實了這一結論。
有望在藥效評估和療效監測等領域廣泛應用
該方法的潛在應用場景廣泛,涵蓋藥效評估、治療過程監測和治療后監測等。
在藥效評估方面,通過對比用藥前后的癌癥(腫瘤抗原)特異性 T 細胞含量,可評估放療、PD-1 抗體、PD-L1 抗體等免疫檢查點抑制劑、癌癥疫苗等免疫治療方法的效果。
在治療過程監測中,該技術能在放療、免疫治療過程中監測癌癥患者外周血中癌癥(腫瘤抗原)特異性 T 細胞的水平變化,為療效評估和患者免疫狀態監測提供客觀依據。
在治療后監測中,通過實時追蹤患者治愈后定期檢測癌癥(腫瘤抗原)特異性 T 細胞含量,既可評估機體免疫系統對癌癥的免疫監視能力,預測癌癥復發幾率,又能預測復發風險并指導干預措施的制定。
(來源:Analytical Chemistry)
目前,該團隊已經在蘇州大學附屬第一醫院完成肺癌和食管癌中的臨床試驗,并正在更多癌種中開展臨床試驗。該技術擁有全球范圍內獨家專利,國內和日本的核心專利已經授權,且專利已進入美國、歐盟、加拿大、澳大利亞等市場。
除臨床應用外,還技術還可用于新藥研發、聯合用藥方案優化、溶瘤病毒療法評估、疫苗開發及光熱治療等領域。而且,未來還有望作為一種非侵入性檢測方法,用于良性/惡性肺結節或乳腺結節的輔助診斷,從而減少和避免不必要的穿刺等創傷性檢查。
(來源:Advanced Science)
日前,相關論文以《高效免疫治療預測因子:基于全腫瘤抗原納米顆粒檢測血液中多克隆效應性腫瘤抗原特異性 T 細胞》(Efficient Predictor for Immunotherapy Efficacy: Detecting Pan-Clones Effector Tumor Antigen-Specific T Cells in Blood by Nanoparticles Loading Whole Tumor Antigens)為題發表在Advanced Science[1]。
蘇州大學曾惟標博士和碩士生王錦為并列第一作者,趙軍主任、劉密教授和童新博士擔任共同通訊作者。
另一篇論文以《食管癌患者免疫治療高效生物標志物:血液中多克隆效應性腫瘤抗原特異性 T 細胞的檢測》(Efficient Biomarker for Immunotherapy: Measuring Broad Clones Effector Tumor Antigen-Specific T Cells in the Blood of Esophageal Cancer Patients)為題發表在Analytical Chemistry[2]。
蘇州大學王錦、曾惟標博士、薛姣博士是共同第一作者,劉密教授、趙軍主任和秦頌兵主任擔任共同通訊作者。
(來源:Advanced Science、Analytical Chemistry)
參考資料:
1. Zeng,W. et al. Efficient Predictor for Immunotherapy Efficacy: Detecting Pan-Clones Effector Tumor Antigen-Specific T Cells in Blood by Nanoparticles Loading Whole Tumor Antigens.Advanced Science(2024).
https://doi.org/10.1002/advs.202409913
2. Wang,J. et al. Efficient Biomarker for Immunotherapy: Measuring Broad Clones Effector Tumor Antigen-Specific T Cells in the Blood of Esophageal Cancer Patients.Analytical Chemistry96,48,19056–19065(2024).
https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c04049
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