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【前沿进展】免疫治疗期间新抗原免疫原性图谱及肿瘤微环境的演变

03月14日

整理：肿瘤资讯

来源：肿瘤资讯

抗PD-1/PD-L1抗体已成为非小细胞肺癌（NSCLC）标准治疗的重要组成部分，在新辅助、辅助和晚期治疗中均显示出显著的生存获益。尽管新抗原免疫编辑在免疫检查点抑制剂（ICIs）疗效中发挥关键作用，但新抗原的分子特征以及其免疫原性如何影响治疗反应的机制尚不明确。近期，Nature Medicine刊登的一项研究基于80例接受PD-1单抗治疗的NSCLC患者队列，系统分析了新抗原免疫原性特征及其对肿瘤进化的影响，旨在揭示ICIs治疗过程中新抗原介导的免疫编辑机制^[1]。【肿瘤资讯】整理主要内容，以飨读者。

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研究简介

研究团队在CheckMate 153（CA209-153）临床试验的生物标志物队列中纳入80例NSCLC患者，该研究收集了患者接受PD-1单抗治疗前及治疗期间的影像学引导下的活检样本。研究首先对58例患者的治疗前样本和42例治疗期间的样本进行了全外显子测序（WES）和RNA测序分析，其中36例患者有配对的治疗前后样本。基于克隆动态分析和临床应答，研究筛选了1453个候选新抗原进行免疫原性评估，识别出196个可被T细胞特异性识别的新抗原肽（图1）。通过将这些新抗原与克隆动态、进化轨迹及临床应答进行系统关联分析，研究者构建了新抗原免疫原性预测评分系统。该研究首次从分子水平系统描绘了新抗原图谱，深入阐明了PD-1单抗的作用机制。

图1 研究流程图.png

图1 研究流程图

主要结果

基因组特征与免疫反应性预测

研究发现，治疗前STK11和KEAP1突变与疗效不佳相关。在拷贝数水平上，所有患者中均发现B2M、TAP1、TAP2和HLA-A等抗原提呈相关基因的广泛缺失。然而，HLA进化分歧度（HED）较高的患者预后更好，这种关联在校正HLA杂合性丢失后仍然存在。在转录组水平，应答者治疗前CD8+T细胞、CTLA-4、嗜中性粒细胞和T效应记忆细胞的表达水平更高（P值分别为0.034、0.033、0.047和0.011）（图2）。治疗期间，免疫细胞趋化/迁移和T细胞增殖相关通路显著上调，反映了PD-1单抗治疗的分子效应。相较黑色素瘤领域研究结果，NSCLC患者在PD-1单抗治疗过程中特异性激活了一些如细胞外基质相关硫酸软骨素的生物合成在内的独特信号通路。

图2 应答患者的单样本基因组富集分析（GSEA）.png 图2 应答患者的单样本基因组富集分析（GSEA）

克隆进化与免疫编辑机制

通过对治疗前后36例配对样本的分析发现，获得临床获益（PR和SD）的患者其肿瘤克隆往往发生收缩（CCF减少≥10%），而疾病进展（PD）患者则倾向于发生基因组扩张（CCF增加≥10%）（图3）。基于PhylogicNDT的克隆重建分析显示，部分缓解（PR）患者的克隆发生明显减少，而进展患者则表现为多个亚克隆的增加。详细分析CCF值分布发现，PR患者的CCF值在治疗前后在0.5处出现交叉，而PD和SD患者则不明显。将变异按平均克隆分数（CCF）≥0.5和<0.5分组分析发现，PR患者中高频克隆的变异减少更为显著。这表明克隆频率可能通过影响抗原提呈的密度来影响免疫原性。

图3 PD-1单抗治疗期间NSCLC肿瘤的克隆演变.png 图3 PD-1单抗治疗期间NSCLC肿瘤的克隆演变

图4 PR患者中高频克隆的变异减少更为显著.png

图4 PR患者中高频克隆的变异减少更为显著

新抗原免疫原性特征与分子预测

研究者对14例患者（3例SD、6例PR、5例PD）进行了大规模新抗原反应性CD8+ T细胞评估。在1453个筛选的肽中，502个可与患者特异性MHC I类分子结合，其中196个能被T细胞识别（免疫原性阳性）。平均约5%的预测新抗原具有免疫原性，这与其他研究报道相近。治疗期间免疫原性新抗原特异性T细胞显著增加（P≤0.001）（图5）。免疫原性新抗原所在克隆在治疗过程中CCF降低更显著，这种效应在反应者中更为明显。

图片1.png 图5 接受 PD-1单抗治疗 NSCLC 患者的新抗原免疫原性特征

通过iFeature分析发现，免疫原性肽在4号位点具有特定的氨基酸组成和生理化学特征。特别是对HLA-A*02:01限制性表位的分析发现，4号位点的可变性（JOND920102指数）是预测免疫原性的重要特征。研究建立的广义线性模型在三个独立数据集（测试集、TESLA联盟数据集和文献验证集）中均显示良好的预测效能。值得注意的是，与预测的免疫原性肽段位于同一克隆中的变异，在治疗过程中更可能出现减少。

图6 广义线性模型在三个独立数据集中均显示良好的预测效能.png 图6 广义线性模型在三个独立数据集中均显示良好的预测效能

结语

本研究首次系统揭示了NSCLC患者在PD-1抑制剂治疗过程中新抗原介导的免疫编辑机制，建立了基于分子特征的新抗原免疫原性预测模型。研究发现，高频克隆更容易引起免疫应答，特定位点的氨基酸特征是决定免疫原性的重要因素。这些发现加深了对ICIs作用机制的认识，也为优化免疫治疗策略提供了新思路。未来，结合新抗原免疫原性预测和功能性T细胞分析，有望更好地预测和改善免疫治疗疗效。本研究创建的新抗原数据库也将为该领域的进一步研究提供重要资源。

参考文献

1. Alban, T.J., et al., Neoantigen immunogenicity landscapes and evolution of tumor ecosystems during immunotherapy with nivolumab. Nature Medicine, 2024.

声明：本材料由阿斯利康提供，仅供医疗卫生专业人士参考

审批编号 CN-150774 过期日期 2025-3-26

责任编辑：肿瘤资讯-Yuno
排版编辑：肿瘤资讯-ZLG

03月14日

银赟

邛崃市中医医院 | 肿瘤科

好好学习，天天向上

03月14日

尚瑞国

鹤壁市人民医院 | 肿瘤内科

免疫检查点抑制剂的研究越来越深入。

03月14日

林颖

沈阳市苏家屯区妇婴医院 | 儿科

研究发现，高频克隆更容易引起免疫应答，特定位点的氨基酸特征是决定免疫原性的重要因素。