这种癌症在中国高发，如何用免疫疗法将其攻下？中国学者提供精准施治新指标

▎药明康德内容团队编辑

中国有句俗话，“民以食为天”。然而，食管癌是中国高发特色恶性肿瘤，每年全球一半以上的新发病例和死亡病例在中国；且中国食管癌90%以上病理类型为食管鳞癌（ESCC），与欧美国家常见的食管腺癌不同。因此，提高食管鳞癌的诊治效果成为中国临床和科研学者义不容辞的责任与使命，针对这一典型的“中国特色癌种”提出解决方案。

▲食管癌与饮酒、吸烟、喜欢吃烫的食物、缺少蔬菜、经常吃腌制食品有关（图片来源：123RF）

临床上，近70%的食管鳞癌患者确诊时已处于局部晚期（进展期），由于肿瘤恶性度高，单独手术切除治疗的效果有限，这就需要发展多学科综合治疗策略。目前，手术联合术前新辅助放化疗是局部晚期食管癌临床治疗的标准策略，但新辅助放化疗策略的总体疗效仍欠佳，术后仍有40%~60%患者会发生复发，其中以远处转移最为常见。因此，临床亟需更有效的围术期全身治疗策略来改善食管癌患者的生存预后。

近年来，以PD-1抗体为代表的免疫治疗3期临床试验在晚期食管癌患者中取得了巨大成功，PD-1单抗联合化疗已成为晚期（不可切除）食管癌的标准一线治疗推荐方案。免疫治疗的应用也逐步拓宽到可手术切除的局部晚期食管癌患者，目前部分1-2期临床试验在局部晚期食管鳞癌的新辅助免疫治疗初步探索中取得了积极结果，新辅助免疫联合化疗的病理完全缓解率（pCR）为25%至39.2%。

然而新辅助免疫治疗策略仍面临关键难题：患者疗效响应存在异质性、获益提升靶点不明确。尽管理论上PD-L1的表达是免疫治疗（PD-1/PD-L1抑制剂）的获益标志物，但目前临床试验的相关结果表明，PD-L1表达并不能有效预测食管鳞癌免疫治疗（尤其是新辅助免疫治疗）的临床获益。

换句话说，当前的食管癌新辅助免疫治疗需要更可靠的生物标志物来指导免疫用药、预测疗效，尤其是对于可手术局部晚期食管癌来说，鉴定哪些患者可能从免疫治疗中获益是一个关键问题。

图片来源：123RF

为了给患者带来更多获益，一支中国研究团队开展了国际上迄今为止针对食管鳞癌辅助免疫治疗的规模最大的转化研究，系统解析了食管鳞癌新辅助免疫治疗临床获益差异人群的免疫微环境，提出了预测免疫临床获益的新型生物标志物，为深入理解食管鳞癌患者的免疫治疗响应机制提供了可靠基础。

研究结果于10月12日在《细胞》旗下的Cancer Cell发表。研究由上海市胸科医院李志刚团队牵头，联合温州医科大学苏建忠团队、中国医学科学院肿瘤医院刘芝华团队及中科院上海营养与健康研究所龙凌云团队，整合了单细胞测序、TCR测序、多重免疫组化及过继性T细胞治疗模型等技术，鉴定出了食管鳞癌中一类具有耗竭前体细胞（Tpex）特征的耗竭浸润CD8⁺ T细胞——SPRY1⁺PD1⁺CD8⁺ T cells——可作为抗肿瘤免疫治疗响应的关键分子及标志物。这是局部晚期食管鳞癌免疫治疗响应机制与生物标志物探索的一项重要突破。。

“探索免疫治疗的生物标志物时，不可忽视的是耗竭T细胞的异质性。关键是找到能够那群能够响应免疫治疗的耗竭CD8 T细胞。”论文共同通讯作者李志刚教授介绍。

耗竭T细胞发生实质性功能和表型变化，包括效应功能受损、抑制性受体（PD-1）表达升高和持久能力降低等。通过阻断PD-1/PD-L1介导的抑制性信号通路，以逆转CD8⁺ T细胞耗竭，是当前免疫疗法的理论作用机制。然而，新近的一些研究证据表明，耗竭CD8⁺T细胞存在表型和功能异质性，包括两个主要亚群：对免疫检查点抑制剂有响应的耗竭前体T细胞（Progenitor exhausted T cells, Tpex），对免疫检查点抑制剂不响应的终末耗竭T细胞（Terminally differentiated Tex cells, Ttem）。这两类耗竭T细胞可能是免疫检查点抑制剂治疗存在明显响应异质性的重要原因。

因此，研究团队通过一项新辅助免疫（PD-1抗体）联合化疗治疗的单臂II期临床试验（NICE-1研究）开展转化研究，利用单细胞转录组测序分析了14例食管鳞癌患者治疗前后的肿瘤样本，并根据患者病理治疗反应将其分为响应好和响应差两类，在食管鳞癌中寻找与Tpex功能类似的耗竭CD8⁺T细胞亚群。

研究人员发现，一群高表达SPRY1的耗竭CD8⁺ T细胞（简称CD8⁺ Tex-SPRY1），它们具有耗竭前体细胞的功能表型特征，并且是与食管鳞癌新辅助免疫治疗后的肿瘤退缩程度相关性最强的T细胞亚群。

为了验证这类细胞作为食管鳞癌免疫治疗预测标志物的临床价值，研究人员进一步纳入多个临床队列进行，通过对“食管鳞癌-免疫治疗队列”（新辅助抗PD-1联合化疗、抗PD-1单药）的患者肿瘤组织进行普通转录组测序分析，研究团队证实，CD8⁺ Tex-SPRY1细胞的标志基因特征评分可作为食管鳞癌免疫治疗临床响应以及生存获益的有效独立预测标志物，其预测能力优于传统的PD-L1表达。

而通过分析“食管鳞癌-非免疫治疗队列”（传统新辅助放化疗）队列，研究人员则证实了新辅助放化疗疗效及预后与这类细胞无相关性，说明CD8⁺ Tex-SPRY1细胞的预测价值是免疫治疗特异性的。

研究团队还发现，CD8⁺ Tex-SPRY1细胞在来自其他肿瘤的免疫检查点抑制剂治疗数据集中也与更好的免疫治疗临床获益相关，提示CD8⁺ Tex-SPRY1细胞在肿瘤免疫治疗中具有潜在的重要作用。

为了进一步了解CD8⁺ Tex-SPRY1细胞的重要性，研究者收集了经典的3个功能研究数据集（分别来自Tcf7+Tpex [慢性病毒感染模型]，Slamf6+Tpex [黑色素瘤模型]，及 Bach2+Tpex [慢性病毒感染模型]），对其中的Tpex高表达差异基因进行交集分析，证实SPRY1是关键的Tpex特征基因，提示CD8⁺Tex-SPRY1细胞亚群的免疫疗效预测价值是具有生物学功能意义的。

随后研究团队进行了SPRY1过表达处理与对照处理的OT-I CD8⁺ T细胞回输治疗小鼠肿瘤模型实验，发现SPRY1表达组在PD-1抑制剂处理后表现出更强的抗肿瘤效果，SPRY1表达促进了Tpex细胞比例与数量的增加。这些结果进一步支持了CD8⁺ Tex-SPRY1细胞在识别免疫治疗临床获益患者的重要应用价值。

同时，研究团队发现CD8⁺ Tex-SPRY1细胞可通过与其他免疫细胞的相互作用来塑造有助于增强抗肿瘤免疫应答功能的免疫激活型肿瘤微环境：包括诱导巨噬细胞的一系列促炎性细胞因子的表达促使巨噬细胞发生促炎性极化，以及诱导三级淋巴结构相关B细胞的功能激活，揭示了前体细胞样CD8⁺ Tex-SPRY1细胞在抗肿瘤免疫反应中的多重作用。

▲研究摘要图（图片来源：参考资料[1]）

研究人员总结说，这项工作首次探索了“PD-1抗体+化疗”主流治疗模式下可切除局部晚期食管鳞癌新辅助免疫治疗的响应分子机制与生物标志物，揭示了食管鳞癌免疫治疗发挥作用与CD8⁺ T细胞耗竭异质性有关，创新地鉴定了食管鳞癌中能够响应免疫治疗的那一群“尚且能战”的CD8⁺ T细胞——发现前体细胞样的SPRY1阳性的耗竭CD8⁺ T细胞（SPRY1⁺PD1⁺CD8⁺ T cells）可提高对免疫检查抑制剂的响应获益并促进免疫肿瘤微环境的激活，并提出其作为有效预测免疫治疗临床获益的新型生物标志物，为进一步探索食管鳞癌个体化免疫治疗提供了可靠研究基础。

研究团队向学术经纬介绍，这些研究发现将逐步转化到未来的临床工作中，实现转化医学核心价值，推动基于靶向肿瘤免疫微环境的食管癌个体化精准治疗策略的构建，使患者真正获益。

上海市胸科医院胸外科刘智超博士、温州医科大学张雅茹博士、上海市胸科医院胸外科马宁助理研究员及杨洋主治医师、温州医科大学马云龙研究员为本文的共同第一作者。上海市胸科医院李志刚教授、温州医科大学苏建忠教授、中国医学科学院肿瘤医院刘芝华教授、中科院上海营养与健康研究所龙凌云教授为本文的共同通讯作者。

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