免疫疗法的开发为癌症治疗带来革命性的影响，其中像是抗PD-1、PD-L1抗体等免疫检查点抑制剂已成为许多种类癌症的一线疗法，然而至今仍有许多病患对此类疗法并不产生应答。今日，加州大学洛杉矶分校（UCLA）的科学家与PACT Pharma公司合作，在《自然》期刊发表一项突破性的研究。根据新闻稿，这是首次科学家能够识别与分析免疫细胞如何“看见”癌细胞并产生相关反应，这将有助于解释免疫检查点抑制剂背后的耐药机制，并为这些不应答患者开发相对应的个体化免疫癌症疗法。

免疫疗法激活T细胞攻击肿瘤

每位癌症患者体内的肿瘤都是独特的，带有与众不同的突变特征。癌细胞中的部分突变蛋白成为免疫系统用以区分癌细胞与正常细胞的“新抗原（neoantigens）”。免疫系统中的T细胞能够通过由癌细胞表面人类白细胞抗原（HLA）所呈现的新抗原多肽片段来识别癌细胞，进而对其发动攻击以消灭肿瘤。这些由HLA所呈现的新抗原多肽片段被称之为新抗原位点（neoepitope，neoE）。每位癌症患者体内都具有各种独特的neoE。在实体瘤患者之间，仅存有不到百分之一相同的neoE。能够靶向这些neoE的T细胞具有识别并毒杀肿瘤细胞的能力。

为了逃避体内的免疫反应，许多癌细胞表面高度表达PD-L1蛋白，并通过与免疫细胞表面所表达的PD-1受体相结合来抑制抗癌免疫反应。免疫检查点抑制剂便是针对此一机制所开发的抗癌疗法。通过阻断PD-1与PD-L1蛋白的结合，活化受抑制的T细胞，进而增强体内免疫系统侦测与抵抗肿瘤细胞的能力。然而许多癌症患者即便在接受免疫检查点抑制剂的治疗后，体内T细胞的毒杀反应仍无法被激活，这类不应答患者无法自此类疗法中获益。

揭开PD-1/PD-L1疗法耐药性面纱

为了了解癌症患者对免疫检查点抑制剂不产生应答的原因，研究人员使用了一种之前发表在《自然》期刊并后来通过PACT公司改进、开发的专有ImPACT Isolation Technology平台技术。这种技术能够自血液与肿瘤中识别并分离对癌细胞突变有反应的T细胞（即那些能够辨认neoE的细胞）并对其所辨认的突变蛋白序列进行分析，因此科学家能够获得患者体内癌细胞突变种类、产生抗肿瘤反应的T细胞种类、数量等信息。

“通过这项科技，我们能够确切知道某位癌症患者体内的免疫系统是如何区分体内的癌细胞与正常细胞，”论文作者之一，也是UCLA教授的Antoni Ribas博士说道。

科学家们对共11位转移性黑色素瘤患者的样本进行分析，这些患者同时接受PD-1免疫检查点抑制剂的治疗。其中7位患者对PD-1阻断产生应答，另外4位则具耐药性。分析发现，虽然所有患者肿瘤中所含突变数差距极大（突变数范围31-3507），能够为T细胞所辨认的突变数却不多（突变数范围：1-13）。其中，应答患者体内所具专一辨认neoE的T细胞种类多元，研究人员能够分离出多种不同的T细胞（T细胞种类范围：7-61），相反地，不应答患者中仅有能够辨认少数neoE的T细胞（T细胞种类范围：2-14）。

此外，研究人员还发现，在患者接受免疫抑制剂的疗程中，无论是在血液还是肿瘤内部，应答患者体内都可以持续分离出那些能够识别肿瘤突变的T细胞。相反地，在治疗过程中则无法自不应答患者体内反复侦测到这类T细胞。

对抗免疫疗法耐药性的新策略

这项研究结果显示，当免疫疗法有效时，患者会产生针对一小部分突变的多样化T细胞库。这些应答的T细胞会在治疗的过程当中，在血液与肿瘤内扩增和突变。不应答患者体内也会出现针对肿瘤中少数突变的T细胞反应，然而这些免疫反应的多样性较低，而且在治疗过程中不会扩大。根据此结果，研究人员认为或许能够通过分析不应答患者体内能够辨认突变的T细胞，来设计相对应的个体化抗肿瘤免疫疗法。

“这项研究显示，对疗法不产生应答的患者体内，其抗肿瘤T细胞反应仍受到激发，”论文的第一作者，也是UCLA的助理教授Cristina Puig-Saus博士说道，“也许我们能够通过分离这些T细胞，并对其识别突变的T细胞受体（TCR）进行分析，根据所获得的信息对大量T细胞进行基因修饰，使得这些细胞能够专一识别患者肿瘤。最终通过体外扩增这些细胞，并输回患者体内来治疗患者。”

根据这项假说，研究人员使用PACT公司的PACT^NV™ technology平台以及CRISPR 基因置换技术，生产了带有能够专一识别病患肿瘤突变TCR的工程化T细胞，并将这些细胞扩增后输入回原本患者体内。研究发现，这些工程化的T细胞能够在病患体内发动免疫攻击肿瘤，无论这些病患之前是否对PD-1疗法产生应答。

正如同Puig-Saus博士在新闻稿中所提的，这项研究加深了我们对T细胞对抗转移性肿瘤的认识，而这将有助于我们通过基因工程化等方式，来模仿体内这种天然抗肿瘤反应，以设计更有效的治疗方法对抗耐药性。让我们期待这项突破能够在临床当中早日进行转化，使得免疫疗法能够造福更多癌症患者。

参考资料：
[1] New details on how immune cells ‘see’ and respond to mutations in cancer cells may lead to more targeted and effective immunotherapy. Retrieved March 8, 2023 from https://www.uclahealth.org/news/new-details-how-immune-cells-see-and-respond-mutations
[2] Puig-Saus, C., Sennino, B., Peng, S. et al. Neoantigen-targeted CD8+ T cell responses with PD-1 blockade therapy. Nature, 2023 DOI: 10.1038/s41586-023-05787-1
[3] Approach. Retrieved March 8, 2023 from https://pactpharma.com/platform/
[4] Nature Paper from PACT Pharma and UCLA Highlights How Patients with Cancer Respond Differently to Anti-PD-1 Therapy. Retrieved March 8, 2023 from https://www.prnewswire.com/news-releases/nature-paper-from-pact-pharma-and-ucla-highlights-how-patients-with-cancer-respond-differently-to-anti-pd-1-therapy-301765945.html