2022年9月30日，北京博奧晶典生物技術(shù)有限公司合作常州市第一人民醫(yī)院（蘇州大學(xué)附屬第三醫(yī)院）陳陸俊研究員及蔣敬庭教授團隊的研究人員，在?Journal of Translational Medicine（IF: 8.440）發(fā)表了應(yīng)用單細胞轉(zhuǎn)錄組測序揭示 LAG3 阻斷劑對微波消融抗癌產(chǎn)生協(xié)同作用的研究成果。該研究論文是課題組跟博奧合作發(fā)表的第 3 篇高水平單細胞測序相關(guān)研究論文，本研究中 10x 單細胞轉(zhuǎn)錄組測序由博奧晶典提供。

【發(fā)表期刊】Journal of Translational Medicine

【影響因子】8.440

【發(fā)表時間】2022年9月30日

【發(fā)表單位】常州市第一人民醫(yī)院

研究背景

微波消融（MWA）聯(lián)合免疫檢查點抑制劑（ICI） 是一種很有前途的治療結(jié)直腸癌 (CRC) 肝轉(zhuǎn)移的抗腫瘤治療策略。此外，微波消融后，腫瘤微環(huán)境（TME）中 LAG3 的表達上調(diào)，表明 LAG3 與免疫抑制免疫反應(yīng)的調(diào)節(jié)有關(guān)，MWA 和 LAG3 阻斷的聯(lián)合治療可以作為一種有前景的癌癥治療策略。

研究路線

主要結(jié)果

1. MWA 治療后 LAG3 表達上調(diào)

利用 MC38 腫瘤小鼠模型，首先研究了 TILs 中 LAG3 的表達。結(jié)果顯示，與脾細胞相比，TILs 中的 LAG3 表達更高。接下來，在 MC38 腫瘤模型中評估了 MWA 治療后遠處腫瘤環(huán)境中 LAG3 的表達。發(fā)現(xiàn) MWA 后第 10 天，CD4+TIL、CD8+TIL 和 NK 細胞中 LAG3 的表達顯著增強。然后，我們下載數(shù)據(jù)庫中相關(guān) scRNA 測序數(shù)據(jù)，同樣地發(fā)現(xiàn)，在不同的 T 細胞群體中，LAG3 表達均上調(diào)，尤其是在 RFA 后的 CD8+T 和 CD4+T 細胞亞群中。

2. LAG3 阻斷劑聯(lián)合 MWA 協(xié)同抑制腫瘤生長將小鼠分為 4 組：control 組，MWA 組，LAG-3 阻斷劑組，LAG3 阻斷劑+MWA 組，背部雙側(cè)接種 mc38 腫瘤細胞，處理后每周測量 3 次左側(cè)腫瘤大小。結(jié)果顯示，LAG3 阻斷劑+MWA 組腫瘤生長顯著降低、生存率顯著提高。

3. LAG3 阻斷劑聯(lián)合 MWA 治療后 TME 的單細胞圖譜

分選MWA 組和 LAG3 阻斷劑聯(lián)合 MWA 治療的 MC38 小鼠模型中 CD45+細胞，進行單細胞轉(zhuǎn)錄組測序，分析樣本中不同亞群的比例差異，發(fā)現(xiàn)聯(lián)合組中髓細胞的比例略有增加。隨后，對髓系細胞和 T 細胞進行了亞群分析，分析結(jié)果顯示，聯(lián)合治療組中單核細胞、TAM1 和 TAM2 細胞的比例略有增加。T 細胞群體中，CD8+T 細胞略有增加。

4. 單細胞轉(zhuǎn)錄組測序揭示 MWA 和 LAG3 阻斷聯(lián)合治療導(dǎo)致 TILs 增加

為了更好地分析 MWA 和 LAG3 阻斷組中增強抗腫瘤活性的潛在機制，研究人員分析了不同組腫瘤中 TILs 的比例。與對照小鼠獲得的腫瘤相比，聯(lián)合治療組分離的腫瘤中 CD45+TIL 的比例增加了 3-4 倍。CD45+TILs 中，我們發(fā)現(xiàn) CD4+T 和 CD8+T 細胞的比例明顯高于對照組、MWA 組和 LAG3 阻斷組?？偟膩碚f，這些結(jié)果表明，MWA 聯(lián)合 LAG3 阻斷導(dǎo)致 T 細胞比例增加。

5. 抗 LAG3 與 MWA 協(xié)同治療改變了?CD8+TILs?的分化狀態(tài)

為了更好地分析 MWA 與 LAG3 阻斷劑聯(lián)合應(yīng)用如何改變 CD8+TILs，研究人員對 MWA 組和 MWA 聯(lián)合 LAG3 拮抗劑組的所有?CD8+T 細胞進行了詳細的亞群分析。結(jié)果顯示，LAG3 在耗竭 CD8+T 細胞簇中高表達，聯(lián)合治療后該簇的比例顯著降低。擬時序分析發(fā)現(xiàn) CD8+T 細胞經(jīng)歷了從干細胞樣 CD8+T 細胞到效應(yīng)型 CD8+T 細胞再到耗竭型 CD8+T 細胞的分化，而 MWA 與 LAG3 阻斷劑聯(lián)合治療顯著降低了 CD8+T 細胞的耗竭。

6. 抗 LAG3 與 MWA 協(xié)同治療改變了?CD8+TILs?與其他細胞之間的相互作用

研究人員使用 CellChat 定量描述和比較了 MWA 和聯(lián)合治療組不同免疫細胞亞群之間的細胞間通信網(wǎng)絡(luò)。結(jié)果顯示，在聯(lián)合組中，髓樣細胞和 CD8+T 細胞之間的相互作用在相互作用的數(shù)量和強度上都顯著增強，表明免疫激活的 TME 更多。此外從和弦圖中可以看到，聯(lián)合治療組的 CXCLs 信號通路網(wǎng)絡(luò)和 IFNs 信號通路相互作用更多。這與聯(lián)合治療組 CXCLs 途徑和 IFNs 途徑之間的相互作用更強的結(jié)果一致。

全文結(jié)論

本研究首次報道，LAG3 阻斷劑和聯(lián)合 MWA 治療可延長 MC38 對側(cè)腫瘤模型的生存期并延緩腫瘤的發(fā)展，聯(lián)合治療可通過促進 CD8+TILs 的功能將 TME 重新編程為抗腫瘤方式。

參考文獻

Shao, D., Chen, Y., Huang, H. et al. LAG3 blockade coordinates with microwave ablation to promote CD8+?T cell-mediated anti-tumor immunity.?J Transl Med?20, 433 (2022). https://doi.org/10.1186/s12967-022-03646-7.