腎透明細胞癌(ccRCC)是腎癌中最常見的組織學亞型，全球發(fā)病率不斷上升。ccRCC會發(fā)生自發(fā)消退，對IL-2和免疫檢查點抑制劑(CPI)治療有響應，所以是一種免疫原性較高的腫瘤類型，但腫瘤突變負荷(TMB)程度中等，與“冷”腫瘤相當。ccRCC中，TMB與CPI的響應性之間沒有相關性。ccRCC富含移碼插入和刪除(fsINDELs)，易產生新抗原，但fsINDELs負荷也不能用于預測ccRCC病人是否能從CPI治療獲益。PBRM1突變在60%的ccRCC中出現(xiàn)，有報道稱PBRM1突變與CPI響應性之間具有相關性，但在不同研究中結論不一。
大規(guī)模腫瘤轉錄組分析顯示，ccRCC是高度免疫浸潤的實體瘤類型，但與其他腫瘤不同，高度的免疫浸潤與腎切除術后較差的愈后相關。CPI治療中，高T/低髓系細胞浸潤和B細胞豐度高分別在anti-PD-L1和anti-PD-1響應患者中富集。然而，這些特征作為預測性生物標記物的交叉驗證產生了不一致的結果，這可能是由于免疫腫瘤內異質性(ITH)，尤其是因為先前的研究依賴于對單個腫瘤區(qū)域的評估。ITH是ccRCC的常見特征，與無定向擴散模式和術后結果相關。因此，找到針對ccRCC是否對CPI響應及相關預后的生物標志物，需要進一步進行研究。
近日，來自倫敦大學學院癌癥研究所的Sergio A. Quezada和克里克研究所的Samra Turajlic在Cancer Cell雜志上發(fā)表文章Determinants of anti-PD-1 response and resistance in clear cell renal cell carcinoma，ADAPTeR II期臨床試驗招募15例轉移性ccRCC病人接受nivolumab(anti-PD-1)治療，取樣115個多區(qū)域腫瘤樣本，進行綜合分析。基因組分析顯示腫瘤的分子特征與響應性無相關性，但ccRCC特異性人內源性逆轉錄病毒的表達與臨床響應間接相關。TCR分析揭示響應者在治療前存在較高數量的已經擴增的TCR克隆，說明免疫反應的發(fā)生。治療后，響應者傾向于擴增之前存在的類似的TCRs克隆，即抗原的加工和T細胞的存活都是針對相同的抗原。響應者中，nivolumab結合的CD8+ T發(fā)生擴增，表達GZMK/B。研究提示，nivolumab驅動治療之前擴增的T細胞克隆的維持和替換，但只有維持是與治療響應具有相關性。即維持和增強已經存在的免疫反應或是anti-PD-1發(fā)揮功效的關鍵因素。
ADAPTeR II期臨床試驗招募15例轉移性ccRCC病人接受nivolumab(anti-PD-1)治療，根據臨床獲益不同將病人分為“響應者”和“未響應者”。病人的年齡、性別、IMDC風險分類、存在肉瘤樣/橫紋肌樣特征等都與是否響應無相關性。對樣本進行全外顯子測序分析，分子特征呈現(xiàn)典型的ccRCC特點，存在VHL突變(77%)(另外15%存在VHL甲基化)、PBRM1(62%)、SETD2(38%)、BAP1(15%)、KDM5C(38%)等突變。但這些基因突變與是否響應nivolumab沒有相關性。wGII(染色體復雜性指標)、ITH、體細胞拷貝數改變等都與響應性沒有相關性。之前研究顯示，ccRCC腫瘤內細胞毒性T細胞的存在和對nivolumab的響應與人類內源性逆轉錄病毒(HERV)的表達具有相關性。研究人員重新整合分析了HERV的表達情況，發(fā)現(xiàn)之前報道的與細胞毒性T細胞出現(xiàn)、對CPI響應的HERV位點并未在響應者和未響應者之間差異表達，或受到免疫治療影響。進一步分析發(fā)現(xiàn)，其中10個HERV可用于區(qū)分治療前或治療后的響應者和未響應者。這些HERV和LTR元件的轉錄是ccRCC高度特異性的，反映了腫瘤的純度，且在無響應者治療前過度表達，并與抗腫瘤免疫反應的缺失和anti-PD-1的無響應具有相關性。
差異化基因表達分析顯示，無論是響應者，還是未響應者，nivolumab治療都增加T細胞的浸潤;相比于未響應者，響應者治療后表達更高的CD3E、CD8A、GZMB和TCF7，且免疫激活和TCR信號通路在響應者中富集。對樣本進行免疫化學和多重免疫熒光分析，發(fā)現(xiàn)T細胞數量、CD8+/Treg、CD4+/Treg、總PD-1表達等在響應者和未響應者中(治療前和治療后)無顯著差異。治療前，兩組都表達較低的GZMB;但治療后，總GZMB表達和CD8+ T細胞特異性GZMB表達在響應者中顯著上升。隨后，研究人員對治療過程中T細胞克隆的擴增和替換進行分析，發(fā)現(xiàn)腫瘤樣本中的TCR克隆性高于PBMCs，表明腫瘤內發(fā)生克隆擴增。響應者在治療前具有更高的腫瘤內TCR克隆性，治療后無顯著差異。追蹤TCR變化，治療后響應者腫瘤內保留更多之前存在的TCR克隆。即先前存在的擴增的TCR克隆更容易在響應者的腫瘤內保留，而在未響應者中被替換。同樣地，擴增的TCR克隆在治療前和治療后，其CDR3序列的聚類在響應者中有增加的趨勢。
研究人員進一步在響應者和未響應者的腫瘤樣本中分離了nivolumab結合的CD8+ T細胞，并進行高維流式分析、RNAseq和單細胞TCR-seq分析。Nivolumab結合的CD8+ T細胞上調促炎細胞/趨化因子和T細胞激活通路，無論是否有臨床獲益。響應者中觀察到高度擴增的CD8+ 克隆，GZMK表達水平更高。Nivolumab結合的CD8+ T細胞與克隆性具有相關性，即Nivolumab結合導致克隆擴增。且響應者中，擴增的克隆成簇存在，大部分是藥物結合，由預先存在的和新的TCR組成;而未響應者則整體上缺乏成簇的TCRs。最后，研究人員對已經發(fā)表的數據進行分析，驗證了CPI響應者的CD8+ T細胞會發(fā)生TCRs擴增和GZMB/K上調。
總的來說，研究對轉移性腎透明細胞癌在anti-PD-1治療前和后的基因組和腫瘤免疫微環(huán)境的特征進行了詳細的描繪，揭示出患者對anti-PD-1有響應的決定性因素，或對ccRCC病人的精準醫(yī)療具有參考價值。
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