化疗除了直接影响肿瘤细胞外，化疗还可以通过诱导免疫原性细胞死亡和提高免疫微环境中T细胞的浸润来增强适应性抗肿瘤免疫。尽管常规抗肿瘤化疗方案在一些患者中取得了临床疗效，但仍面临着不可忽视的挑战，其中化疗耐药仍然是癌症患者获得治愈的主要限制因素[1]。肿瘤细胞可以通过将复杂的肿瘤微环境(TME)重塑为利于自身的TME和逃避抗肿瘤免疫监测来继续发展[2]。
近年来，化疗与免疫治疗相结合的新策略，如免疫检查点阻断，在临床实践中显示出改善化疗敏感性的前景[3]。但是这种联合治疗的效果存在很大的个体差异，表明除免疫检查点阻断以外，还有一些潜在的免疫逃避机制存在。因此，迫切需要对化疗耐药肿瘤免疫微环境进行全面的解剖，并详细分析所有可能在免疫逃逸中发挥作用的细胞亚群和分子，以实现精准靶向化疗耐药的分子机制，并逆转对化疗耐药的肿瘤微环境。
该研究报道了利用单细胞测序和多重荧光免疫组化技术（mIHC）对化疗敏感和化疗耐药乳腺癌患者的肿瘤浸润免疫细胞异质性进行剖析。发现了一个独特的CD8+T细胞亚群富集在耐化疗肿瘤中，并显示了其如何影响抗肿瘤免疫和对化疗的反应。
图1 化疗敏感和化疗耐药患者肿瘤浸润免疫细胞的分布
为了剖析对化疗有不同反应的乳腺癌患者的肿瘤微环境，该研究通过穿刺活检技术分离新辅助化疗前获得的肿瘤标本，其中5例为化疗敏感、5例为化疗耐药。肿瘤内的免疫细胞分别用FACS纯化并对所获得的16,152个细胞进行scRNA-seq，结果可将肿瘤内的细胞分为6个集群。化疗敏感和化疗耐药患者瘤内免疫细胞类型组成相似，但在化疗耐药肿瘤中CD8+ T细胞的比例远低于化疗敏感肿瘤(7.6% vs 16.4%）（图1），通过另一组100例患者的穿刺活检，对新辅助化疗前获得的肿瘤标本进行mIHC（指标为CD45和CD8），证实了化疗耐药肿瘤中CD8+ T细胞的减少（图1）。
随后将CD8+ T细胞亚群细分为7个集群，包括C0_CXCR3、C1_GZMK、C2_CCR7、C3_CD161、C4_HMGN2、C5_GZMA和C6_LAG3（图1）。其中，化疗敏感和化疗耐药患者的细胞毒性C1_GZMK细胞显著减少。C3_CD161细胞在化疗敏感患者中很少，但在化疗耐药患者中占相当大比例的CD8+ TILs (1.9% vs 21.1%），这表明C3_CD161细胞可能为免疫逃避和治疗耐药性过程提供线索。
对48例患者肿瘤切片进行mIHC，证实了耐药肿瘤CD8+T细胞内CD161的表达上调，结果表明CD161+CD8+在耐药肿瘤中富集。后续通过实验证明CD161+CD8+与耐药患者中减弱的T细胞介导的抗癌反应相关(图2)。
图2 CD161+CD8+T细胞亚群在耐药肿瘤中富集
在接受化疗和CTL灌注的小鼠中沉默CD161导致了强大的细胞毒性免疫反应和显著的肿瘤细胞死亡，这些结果表明CD161在CD8+T细胞中的表达可以阻止化疗诱导抗肿瘤免疫激活，而靶向肿瘤特异性CD8+T细胞中的CD161可以与化疗协同工作，恢复化疗的免疫益处，并支持抗癌免疫监测。
图3 CD161在CD8+T（CTL）细胞中的表达提示治疗反应和患者预后较差
为了评价CD161+CTL在乳腺癌中的临床意义，利用mIHC对535例乳腺癌患者进行CD3、CD8和CD161染色（图3），结果显示CD161在新辅助化疗耐药患者CD8+T的表达，治疗后病情进展(PD)或病情稳定(SD)的患者明显高于完全缓解(CR)或部分缓解(PR)的患者（图3）。结果表明CD161在CD8+TIL中的高表达与乳腺癌化疗疗效差和患者预后有关。
图4 CD161抑制CD8+T细胞的分子机制
随后作者结合前人研究基础进一步解析了CD161抑制CD8+T细胞的分子机制，通过实验证明CD161能够激活酸性鞘磷脂酶(ASM)和神经酰胺（Ceramide）的生成，进而抑制CD8+T细胞的钙内流和细胞溶解能力（图4）。
该研究通过对肿瘤免疫微环境的分析，发现耐药乳腺肿瘤中CD161在CD8+T细胞亚群上过表达，并导致T细胞功能障碍。靶向CD161为增强抗肿瘤免疫和逆转化疗耐药性提供了一个潜在的靶点。
1. Vasan, N., Baselga, J., & Hyman, D. M. (2019). A view on drug resistance in cancer. Nature, 575(7782), 299–309. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1730-1
2. Tauriello, D. V. F., Sancho, E., & Batlle, E. (2022). Overcoming TGFβ-mediated immune evasion in cancer. Nature reviews. Cancer, 22(1), 25–44. https://doi.org/10.1038/s41568-021-00413-6
3. Nanda, R., Liu, M. C., Yau, C., Shatsky, R., Pusztai, L., Wallace, A., Chien, A. J., Forero-Torres, A., Ellis, E., Han, H., Clark, A., Albain, K., Boughey, J. C., Jaskowiak, N. T., Elias, A., Isaacs, C., Kemmer, K., Helsten, T., Majure, M., Stringer-Reasor, E., … Esserman, L. J. (2020). Effect of Pembrolizumab Plus Neoadjuvant Chemotherapy on Pathologic Complete Response in Women With Early-Stage Breast Cancer: An Analysis of the Ongoing Phase 2 Adaptively Randomized I-SPY2 Trial. JAMA oncology, 6(5), 676–684. https://doi.org/10.1001/jamaoncol.2019.6650
4. Lao, L., Zeng, W., Huang, P., Chen, H., Jia, Z., Wang, P., Huang, D., Chen, J., Nie, Y., Yang, L., Wu, W., & Liu, J. (2023). CD8+ T cell-dependent remodeling of the tumor microenvironment overcomes chemoresistance. Cancer immunology research, CIR-22-0356. Advance online publication. https://doi.org/10.1158/2326-6066.CIR-22-0356
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