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【739740明天中午放出】
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(dl1)程序性细胞死亡蛋白1(d1)轴的icis通过激活细胞毒性t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nsclc的治疗，但由于肿瘤微环境(t)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icis疗效的免疫调节剂。rt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t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rt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icis和rt联合治疗包括nsclc在内的各种肿瘤类型的可能性。一项i期试验显示，以前接受过放射治疗的nsclc患者在接受icis治疗的情况下比没有接受过rt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rt和icis联合治疗的发展。
?技术路线?
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?研究结果?
特定剂量的rt可增强d1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rt，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(μct)引导下的hk1荷瘤肺rt方案，该方案可以提高d1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rt方案：8gy连续3天(8gyx3)，以及两种较低剂量的方案，4gyx3和05gyx3(图1a)。值得注意的是，4gyx3(4gyrt)联合d1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d1抗体治疗的队列小鼠的无瘤存活率为10。与单独抑制d1相比，05gyx3和8gyx3的其他剂量联合d1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t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t细胞浸润和细胞因子的产生。在所有被检查的队列中，4gyrt显示在肿瘤胰岛浸润的cd8+t细胞数量最多(图2a和扩展数据图1a)，在hk1肺中干扰素γ+肿瘤坏死因子α+cd4+t细胞和gzb+cd8+t细胞数量最多(图2b，c和扩展数据图1b)。这些4gyrt诱导的t细胞活性与其抑制d1的协同作用是一致的。越来越多的t细胞被招募到hk1肺部，逐渐获得功能障碍的表型，表现为cd4+t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2a，b)。为了确定4gyrt是否增强了原有t细胞的功能，我们用s1受体抑制剂fty720治疗hk1小鼠，fty720可以阻止活化的t细胞从淋巴结流出(扩展数据图2c)。正如预期的那样，fty720治疗通过减少循环t细胞(扩展数据图2d)，将4gyrt的效果局限于肺部原有的t细胞。与对照组相比，fty720取消了4gyrt增加干扰素γ+肿瘤坏死因子α+cd4+t细胞和gzb+cd8+t细胞的能力(扩展数据图2e)。因此，在fty720处理的小鼠中，4gyrt和抗d1联合治疗的效果被取消(扩展数据图2f)。这些发现表明，4gyrt并不能重新激活t中原有的功能紊乱的t细胞。
4gyrt治疗可激活t中的肺驻留棒状细胞
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为了探索4gyrt诱导抗肿瘤免疫反应的机制，我们检测了rt诱导的树突状细胞(dc)的激活。4gyrt治疗既没有引起肿瘤细胞死亡(扩展数据图4a)，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rt(0gy、4gy或8gyx3)联合igg或d1抗体治疗的hk1肺进行rnaseq分析。比较4gyrt组、0gy(模拟)组和8gyrt(无效剂量)组在抗d1治疗前后的差异表达基因(alt001，倍增≥2和最小二乘平均≥5)。通过将igg队列中4gyrt上调的基因与抗d1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3a和扩展数据图5a)。为了确定这4个gyrt特征基因的细胞来源，我们对接受0gy或4gyrt的hk1荷瘤肺进行了单细胞rnaseq(saseq)分析。通过将144个签名基因投影到t分布随机邻居嵌入(tsne)图，我们发现这些基因在4gyrt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
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无论采用哪种耗竭方法，携带hk1的肺对4gyrt的免疫反应均明显减弱，表现为t细胞向肿瘤胰岛的浸润显著减弱，效应细胞因子的产生减少(cd4+t细胞中的干扰素γ肿瘤坏死因子α和cd8+t细胞中的gzb)(图4c和扩展数据图6d)。值得注意的是，在hk1荷瘤小鼠中，棒状细胞缺陷取消了联合治疗的疗效(图4d)。
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电子显微镜对棒状细胞的进一步表征显示，与对照组相比，从4gyrt治疗的肺中分离出的棒状细胞中分泌囊泡的数量增加(扩展数据图8a，b)。我们推测放疗后棒状细胞的分泌可能在提高icis疗效中起作用。为了解决这个问题，我们使用scgb1a1creertsna23floxflox转基因小鼠(简称scgb1a1cresna23flfl)阻止棒状细胞分泌蛋白进入肺t。突触体相关蛋白23(sna23)
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