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背景肺癌的总体五年生存率约17.4%。近几年,抗肿瘤免疫治疗再次受到了学术界的瞩目。部分肿瘤细胞上调免疫抑制信号例如CTLA-4,PD-L1/PD-1等实现免疫逃逸。目前关于Pembrolizumab,Nivolumab等抗PD-1/PD-L1单克隆抗体在非小细胞肺癌的临床试验的结果显示免疫治疗可使部分患者获益,显著延长生存。虽然PD-1/PD-L1单克隆抗体在非小细胞肺癌中对部分患者疗效显著,且副作用小,但是非选择人群的总体有效反应率低。通过生物标志物筛选出可能获益的人群,是目前亟需解决的问题。PD-L1表达,基因突变负荷量,肿瘤克隆性新抗原,肿瘤浸润淋巴细胞等是潜在的疗效预测因子。但不同实验结果差异明显。大量的证据表明PD-L1的表达和肿瘤浸润淋巴细胞的异质性明显,如何筛选有效的患者是当今免疫治疗的难题。本研究的目的是通过公共数据库TCGA及GEO基因表达信息和本所的临床病例,探讨非小细胞肺癌PD-L1高表达患者中伴随CD8+T细胞浸润密度不同的微环境改变;检测PD-L1及CD8蛋白表达水平,探讨PD-L1及CD8对非小细胞肺癌免疫治疗疗效的影响。第一部分方法使用TCGA数据库及GEO数据库肺腺癌基因表达信息,根据PD-L1(CD274)及CD8A mRNA表达情况进行筛选。分组情况:PD-L1highCD8high组及PD-L1highCD8low组;对两组进行差异基因表达分析,及功能富集分析,分析上调信号通路及下调信号通路的改变。结果共纳入256例TCGA数据库肺腺癌基因表达信息作为探索集,纳入92例GEO数据库肺腺癌基因表达信息作为验证集,探索集数据行差异基因表达分析,示对比PD-L1highCD8low组,PD-L1higCD8hig组可见多个基因表达有显著性差别(阈值:adj p<0.05,|log2(FC)|≥1.5,4个基因下调,167个基因上调)。基因功能富集分析提示T细胞受体信号通路,自然杀伤细胞介导细胞毒性,T细胞归巢,细胞因子-细胞因子相互作用,趋化因子等信号通路上调。PDCD1,LAG3,TIGIT等抑制性因子在PD-L1higCD8high组表达上调;FOXP3信号通路上调。基因突变负荷在两组差别无统计学意义(p=0.413);HLA基因及抗原提呈细胞标志物基因与CD8A存在共表达情况。PD-L1highCD8high组VEGF信号通路上调。GEO数据库分析所得结果验证了 TCGA数据库分析所得结果。结论:肺腺癌中,PD-L1highCD8high组效应T细胞毒性,免疫抑制因子表达上调;肿瘤抗原加工提呈及抗原提呈细胞可能是影响肿瘤浸润T细胞密度的因素。第二部分方法回顾性分析本中心2011年1月到2017年8月行肺癌患者的临床病理资料。免疫组化方法检测PD-L1及CD8表达情况。根据PD-L1及CD8表达情况对其进行分组,分析其对非小细胞肺癌患者免疫治疗疗效的影响。结果共纳入243例病例,PD-L1阳性率为35.4%,CD8阳性率为45.7%。进一步分析PD-L1阳性病例,根据CD8表达水平进一步分组,分为PD-L1+CD8+组,共52例(60.5%),及PD-L1+CD8-组,共34例(39.5%);200 x放大倍数下,PD-L1阳性表达相同视野下观察CD8分布情况,提示高度匹配率为67.4%。纳入分析29例PD-L1阳性且接受免疫治疗的非小细胞肺癌患者,客观缓解率为27.6%,疾病控制率为65.5%,中位无疾病进展时间为4.0月,中位总生存为17.0月;62.1%评价为PD-L1+CD8+,中位无疾病进展时间为4.0月,中位总生存为17.0月;对比PD-L1+CD8-组,差别无统计学意义(p值分别为0.764,0.318);进一步分析PD-L1阳性肺癌组织,CD8+T细胞分布特点,对7例PD-L1阳性病例进行PD-L1及CD8表达匹配情况进行分析,3例病例为高匹配,4例病例为低匹配。3例高匹配患者免疫治疗均获益,4例低匹配表达患者2例获益,2例无获益。结论本部分研究结果提示非小细胞肺癌PD-L1阳性肿瘤组织中,结合CD8+T细胞密度及空间分布特点可能更好的预测免疫治疗的疗效。