がん免疫療法の新しい知見
新しい発見で、TGFβとNK細胞が治療反応において重要な役割を果たしてることがわかったよ。
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癌治療は年々進化してきてて、今注目されてる方法の一つが免疫チェックポイント阻害(ICB)だよ。このアプローチは、免疫システムが癌細胞を攻撃するのを妨げる特定の蛋白質をブロックすることに焦点を当ててる。多くの成人癌に対して、PD-1やPD-L1をターゲットにした治療が効果的で、標準的な治療法になってるんだ。でも、全ての患者がこの治療に反応するわけじゃなく、その理由はまだ調査中なんだ。
免疫療法に対する患者の反応
誰がICBから恩恵を受けるかを判断するために、医者はいくつかの重要な要因を見ることが多いよ。その一つが腫瘍上でのPD-L1の発現。腫瘍内に腫瘍浸潤リンパ球と呼ばれる免疫細胞がいるかもチェックするんだ。腫瘍に多くの変異があると、ICBに反応しやすいかもしれないんだけど、こうしたマーカーがあっても反応しない患者も多くて、癌治療の複雑さを示してる。
癌は「ホット」と「コールド」で表現されることが多いんだけど、ホット腫瘍は多くの免疫細胞が浸潤してる一方、コールド腫瘍はほとんど免疫細胞がいない。一般的に、コールド腫瘍の患者はICB治療から恩恵を受けにくいけど、なぜかその中の一部の患者はポジティブな反応を示してて、他にも影響を与える要因があるってことなんだ。
反応予測の課題
どの患者がICB治療に反応するかを判断するのは難しいよ。腫瘍との相互作用についての免疫システムの生物学に関する知識が不足してるから。異なる腫瘍は異なる課題を生むから、これを理解することは免疫療法をより効果的にするために重要なんだ。
一つの大きな例外は、ミスマッチ修復欠損(dMMR)腫瘍、特に大腸癌で見られるんだ。これらの患者はICB療法によく反応することが多いんだ。これは、これらの腫瘍が多くの遺伝的変化を持っていて、免疫システムがそれを認識しやすいからなんだよ。
癌におけるTGFβの役割
癌治療において重要な要素がTGFβという蛋白質だよ。この蛋白質は腫瘍の成長を促進し、免疫反応を抑制することができる。意外なことに、TGFβは腫瘍がDNAを修復する方法にも重要な役割を果たしてるんだ。特に、特定のタイプのDNA修復を助けつつ、エラーが多い他の修復を抑制するんだ。
TGFβの活性が低い腫瘍は、化学療法や放射線治療に敏感なことが多いんだ。通常、彼らはもっと多くの遺伝的変化を持ってる。研究者たちは、TGFβシグナルが悪化してることを示すβAltというシステムのスコアが高いことが、癌患者の全体的な生存率の向上と関連していることを発見したんだ。
免疫環境の役割
研究者たちは、TGFβシグナルの欠如が腫瘍の変異負荷とICB応答との関連を説明するかもしれないと考えてる。TGFβターゲット遺伝子が高い腫瘍は、免疫貧弱な可能性が高いと思われる。一方、TGFβシグナルが減少してる癌は、dMMR腫瘍のようにより強い免疫反応を示すかもしれない。
この理論を検証するために、研究者たちはβAltスコアが患者のICB治療への反応とどのように関連しているかを調べたんだ。彼らは、βAltスコアが高い患者はしばしば良い反応を示すことを発見したよ。興味深いことに、これらの腫瘍の多くは免疫細胞の浸潤が低かったことから、免疫が貧弱な環境でも反応が起こる可能性があるということを示唆しているんだ。
マウスモデルからの洞察
さらに深く探るために、科学者たちはマウスモデルで研究を行ったんだ。彼らは、βAltスコアが高く免疫プロファイルが貧弱な腫瘍は、最初はICBに反応しなかったんだけど、ナチュラルキラー(NK)細胞と呼ばれる特定の免疫細胞が活性化されると、腫瘍が免疫貧弱から免疫豊富な状態に変わったことを発見したよ。
これらの実験は、一部のコールド腫瘍がICB治療に反応する可能性を示す新しい視点を明らかにしていて、彼らの結果を改善するための戦略に関する手がかりを提供してるんだ。
臨床試験と観察
臨床試験からの患者データを調べた研究は、高いβAlt腫瘍を持つ患者が免疫療法後により良い生存率を示すことを明らかにしているんだ。膀胱癌患者を対象にした研究では、高いβAltスコアを持つ人たちが低いスコアの人たちよりも全体的な生存率が良かった。
別のデータセットでは、研究者たちは腫瘍内の免疫細胞のパターンを調べたんだけど、そのパターンは以前考えられていたよりももっと複雑だった。腫瘍を免疫細胞の存在だけで分類するのは、全体像を捉えきれないかもしれない。一例として、免疫貧弱に見える腫瘍でもICB治療に反応したものがあって、追加の要因が関与していることを示してるんだ。
NK細胞の役割
一つの興味深い発見は、ナチュラルキラー(NK)細胞が高いβAlt腫瘍のICB治療への反応に重要な役割を果たしているように見えることなんだ。NK細胞は腫瘍細胞を攻撃できる免疫細胞の一種で、治療後にNK細胞が増加することは、免疫反応にとって重要だってことを示唆してる。
マウスモデルでは、NK細胞が減少すると腫瘍がICB治療に反応する能力を失うことがわかったんだ。これは、NK細胞が他の免疫細胞を活性化するのを助けるだけでなく、高いβAltの免疫貧弱な腫瘍を治療に反応する免疫豊富なプロファイルに変える中核的な役割を果たしていることを示してるんだ。
結論
癌治療の風景は進化し続けていて、免疫療法は多くの患者に希望を提供しているんだ。腫瘍、免疫細胞、異なるシグナル経路の複雑な関係は、治療成績を理解し改善する上で、挑戦と機会の両方を提示している。
高いβAltスコアは、たとえ腫瘍が最初は免疫貧弱に見えても、ICB療法から恩恵を受ける可能性のある患者を特定するための潜在的なマーカーとして機能するかもしれないんだ。異なる治療がこれらの腫瘍で免疫反応をどのように活性化できるかをさらに探ることで、研究者たちは患者の利益を最大化するために治療法をより適切に調整できるようになるんだ。
免疫マイクロ環境とその治療反応における役割を理解することは、癌ケアの進歩にとって重要なんだ。これらのパターンやメカニズムを引き続き調査することで、思いもよらない選択肢が少ないとされていた患者にとっても、より効果的な戦略が開発されることが期待されるんだ。
タイトル: Lack of TGFβ signaling competency predicts immune poor cancer conversion to immune rich and response to checkpoint blockade
概要: BackgroundTransforming growth factor beta (TGF{beta}) is well-recognized as an immunosuppressive player in the tumor microenvironment but also has a significant impact on cancer cell phenotypes. Loss of TGF{beta} signaling impairs DNA repair competency, which is described by a transcriptomic score, {beta}Alt. Cancers with high {beta}Alt have more genomic damage and are more responsive to genotoxic therapy. The growing appreciation that cancer DNA repair deficits are important determinants of immune response prompted us to investigate the association of {beta}Alt with response to immune checkpoint blockade (ICB). We predicted that high {beta}Alt tumors would be infiltrated with lymphocytes because of DNA damage burden and hence responsive to ICB. MethodsWe analyzed public transcriptomic data from clinical trials and preclinical models using transcriptomic signatures of TGF{beta} targets, DNA repair genes, tumor educated immune cells and interferon. A high {beta}Alt, immune poor mammary tumor derived transplant model resistant to programmed death ligand 1 (PD-L1) antibodies was studied using multispectral flow cytometry to interrogate the immune system. ResultsMetastatic bladder patients in IMvigor 210 who responded to ICB had significantly increased {beta}Alt scores and experienced significantly longer overall survival compared to those with low {beta}Alt scores (hazard ratio 0.62, P=0.011). Unexpectedly, 75% of high {beta}Alt cancers were immune poor as defined by low expression of tumor educated immune cell and interferon signatures. The association of high {beta}Alt with immune poor cancer was also evident in TCGA and preclinical cancer models. We used a high {beta}Alt, immune poor cancer to test therapeutic strategies to overcome its inherent anti-PD-L1 resistance. Combination treatment with radiation and TGF{beta} inhibition were necessary for lymphocytic infiltration and activated NK cells were required for ICB response. Bioinformatic analysis identified high {beta}Alt, immune poor B16 and CT26 preclinical models and paired biopsies of cancer patients that also demonstrated NK cell activation upon response to ICB. ConclusionsOur studies support {beta}Alt as a biomarker that predicts response to ICB albeit in immune poor cancers, which has implications for the development of therapeutic strategies to increase the number of cancer patients who will benefit from immunotherapy. Translational RelevanceImmunoncology drugs disrupt the balance established between a patients cancer and immune system. The precise cellular and molecular pathways that lead some patients to respond while others do not remain largely undefined because the biology of the immune microenvironment is incompletely understood. Here we show that loss of immunosuppressive TGF{beta} signaling resulting in immunogenic error-prone DNA repair, reported as a high {beta}Alt score, is strongly correlated with a lack of lymphocytes and interferon signaling, rendering them immunologically "cold." Despite this, high {beta}Alt predict response to immune checkpoint therapy and conversion from immune poor to immune rich in part via NK cell activation. Hence, the {beta}Alt signature identifies a previously unrecognized subset of immune-poor patients who respond to ICB therapy and reveals a therapeutic strategy to increase the number of cancer patients who may benefit.
著者: Mary Helen Barcellos-Hoff, J. Moore, J. Gkantalis, I. Guix, W. Chou, K. Yuen, A. Lazar, M. H. Spitzer, A. Combes
最終更新: 2024-05-21 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.06.583752
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.06.583752.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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