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研究背景

尽管在手术、放疗和分子靶向治疗方面取得了进展，非小细胞肺癌的死亡率仍然很高。针对程序性细胞死亡蛋白配体1(PD-L1)程序性细胞死亡蛋白1(PD-1)轴的Cs通过激活细胞毒性细胞活性来促进肿瘤细胞的杀伤。虽然这些抑制剂已经被批准用于晚期SCLC的治疗，但由于肿瘤微环境(E)中存在多种免疫抑制屏障，大多数患者几乎没有临床获益。因此，迫切需要努力寻找能够克服这些屏障，提高Cs疗效的免疫调节剂。R具有潜在的免疫调节特性，因为它可以触发免疫原性细胞死亡和激活抗原提呈细胞，使肿瘤特异性细胞交叉激活，不仅可以限制原发肿瘤的生长，还可以产生针对远处(非内窥镜)转移灶的全身性效应。不幸的是，最佳的R剂量和潜在的分子机制取决于癌症的类型，对于非小细胞肺癌，包括诱导最佳免疫调节的测序和剂量/分割方案，目前还知之甚少。新出现的证据支持Cs和R联合治疗包括SCLC在内的各种肿瘤类型的可能性。一项期试验显示，以前接受过放射治疗的SCLC患者在接受Cs治疗的情况下比没有接受过R治疗的患者有更长的无进展生存期。然而，由于之前的试验缺乏确定的分子机制，目前的临床试验测试这种组合是由经验选择指导的，而这些选择可能并不是最优的。在这里，我们提供了机械性的见解，可能会加速非小细胞肺癌R和Cs联合治疗的发展。

?技术路线?

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?研究结果?

特定剂量的R可增强PD-1阻滞剂的疗效

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在正在进行的人类和鼠肿瘤的研究中，已经报道了不同剂量的低分割R，并提出了剂量和分割的关键重要性。因此，我们首先优化了微计算机断层扫描(μC)引导下的KP1荷瘤肺R方案，该方案可以提高PD-1抑制的治疗效果。我们测试了一种先前报道在乳腺癌模型中具有免疫调节活性的R方案：8y连续3天(8y×3)，以及两种较低剂量的方案，4y×3和0.5y×3(图1)。值得注意的是，4y×3(4y-R)联合PD-1抗体可显著控制肿瘤(图1b，c)并提高存活率(图1d)。此外，40%的小鼠无瘤存活，而仅接受PD-1抗体治疗的队列小鼠的无瘤存活率为10%。与单独抑制PD-1相比，0.5y×3和8y×3的其他剂量联合PD-1抑制并不能显著控制肿瘤或提高生存率(图1e，f)。

通过联合治疗获得持久的细胞活性

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为了阐明不同放疗剂量的不同影响，我们在最后一次放疗后1d(放疗开始后第4天)检测了细胞浸润和细胞因子的产生。在所有被检查的队列中，4y-R显示在肿瘤胰岛浸润的CD8+细胞数量最多(图2和扩展数据图1)，在KP1肺中干扰素-γ+/肿瘤坏死因子-α+/CD4+细胞和zB+/CD8+细胞数量最多(图2b，c和扩展数据图1b)。这些4y-R诱导的细胞活性与其抑制PD-1的协同作用是一致的。越来越多的细胞被招募到KP1肺部，逐渐获得功能障碍的表型，表现为CD4+细胞的效应细胞因子表达减少，如干扰素-γ和肿瘤坏死因子-α(扩展数据图2，b)。为了确定4y-R是否增强了原有细胞的功能，我们用S1P受体抑制剂FY720治疗KP1小鼠，FY720可以阻止活化的细胞从淋巴结流出(扩展数据图2c)。正如预期的那样，FY720治疗通过减少循环细胞(扩展数据图2d)，将4y-R的效果局限于肺部原有的细胞。与对照组相比，FY720取消了4y-R增加干扰素-γ+/肿瘤坏死因子-α+/CD4+细胞和zB+/CD8+细胞的能力(扩展数据图2e)。因此，在FY720处理的小鼠中，4y-R和抗PD-1联合治疗的效果被取消(扩展数据图2f)。这些发现表明，4y-R并不能重新激活E中原有的功能紊乱的细胞。

4y-R治疗可激活E中的肺驻留棒状细胞

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为了探索4y-R诱导抗肿瘤免疫反应的机制，我们检测了R诱导的树突状细胞(DC)的激活。4y-R治疗既没有引起肿瘤细胞死亡(扩展数据图4)，也没有增加支气管淋巴结中CD103+交叉呈递的DC(扩展数据图4b)。接下来，我们对接受R(0y、4y或8y×3)联合或PD-1抗体治疗的KP1肺进行R-SEQ分析。比较4y-R组、0y(模拟)组和8y-R(无效剂量)组在抗PD-1治疗前后的差异表达基因(P&p;p;l;0.01，倍增≥2和最小二乘平均≥5)。通过将队列中4y-R上调的基因与抗PD-1队列重叠，我们识别了144个特定于该有效辐射剂量上调的基因(图3和扩展数据图5)。为了确定这4个y-R特征基因的细胞来源，我们对接受0y或4y-R的KP1荷瘤肺进行了单细胞R-seq(scR-seq)分析。通过将144个签名基因投影到分布随机邻居嵌入(-SE)图，我们发现这些基因在4y-R后在气道上皮/棒状细胞簇中显著上调(图3b)。

棒状细胞分泌体与联合治疗的疗效有关