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Journal for Immunotherapy of Cancer
CD4+PDCD1+CXCR6+ T细胞预测NSCLC脑转移患者对免疫检查点抑制剂的颅内反应

2026-01-14

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该研究首次系统解析了NSCLC脑转移患者在接受免疫检查点抑制剂治疗期间脑脊液和颅内肿瘤的免疫细胞动态变化,并鉴定出CD4+PDCD1+CXCR6+ T细胞作为颅内疗效的潜在生物标志物,为脑转移患者的个体化免疫治疗提供重要线索。

 

文献概述

本文《Cellular dynamics in cerebrospinal fluid unveils the key regulators of intracranial response to immune checkpoint inhibitors in NSCLC brain metastases》,发表于《Journal for Immunotherapy of Cancer》杂志,回顾并总结了非小细胞肺癌(NSCLC)脑转移患者在接受免疫检查点抑制剂(ICIs)治疗过程中脑脊液(CSF)和颅内肿瘤的免疫细胞动态变化,鉴定出CD4+PDCD1+CXCR6+ T细胞作为颅内疗效的正向预测因子,并揭示其与抗原呈递细胞(如经典树突状细胞)的相互作用,为脑转移患者的免疫治疗响应机制提供了新的分子视角。

背景知识

非小细胞肺癌(NSCLC)患者中脑转移(BrM)的发生率逐年上升,且预后较差,免疫检查点抑制剂(ICIs)虽已广泛用于晚期NSCLC,但其在BrM中的疗效存在显著个体差异,亟需有效生物标志物以预测颅内治疗反应。脑脊液(CSF)因其可反映BrM微环境,近年来被探索为液体活检样本,但此前研究受限于样本量小、泛癌种脑转移队列的局限性。本研究通过scRNA-seq、流式细胞术、蛋白质组学及多重免疫组化等多组学方法,系统描绘BrM及CSF中的免疫细胞景观,识别出CD4+PDCD1+CXCR6+ T细胞作为BrM免疫治疗响应的关键细胞类型。该研究还揭示了这类T细胞在BrM和CSF中高度一致的转录组特征,并与淋巴细胞激活、抗原呈递增强、炎症信号通路激活等免疫反应正相关,为后续BrM个体化治疗和疗效监测提供理论基础。

 

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研究方法与实验

研究纳入接受ICIs治疗的NSCLC合并BrM患者,前瞻性收集脑脊液样本(n=20)及部分颅内肿瘤组织样本(n=4),并整合公共数据库scRNA-seq数据(总n=20)。研究采用单细胞测序、流式细胞术、蛋白质组分析和多重免疫组化等多组学方法,分析BrM和CSF中免疫细胞的组成、动态变化及细胞间通讯。进一步利用PAGA轨迹分析、CellChat信号通路富集、CytoTRACE干细胞性评分等生物信息学方法,解析CD4+ T细胞亚群的分化轨迹及其与抗原呈递细胞(如cDCs)的相互作用网络。

关键结论与观点

  • CD4+PDCD1+CXCR6+ T细胞在ICIs颅内有效患者中显著富集,且在CSF与BrM中呈现高度转录组一致性,提示其可作为颅内治疗反应的预测性生物标志物。
  • CXCR6可作为CD4+PDCD1+ T细胞响应ICIs的特异性标志,其表达与T细胞功能激活、抗原呈递增强及临床疗效正相关。
  • ICIs有效患者的BrM与CSF中,CD4+PDCD1+CXCR6+ T细胞与经典树突状细胞(cDCs)存在显著配体-受体相互作用,提示其在抗原呈递与T细胞激活中的关键角色。
  • 蛋白质组和流式细胞术独立验证CD4+PDCD1+CXCR6+ T细胞在CSF中的功能特征,包括IFNγ、IL21等促炎因子高表达,支持其在免疫激活中的作用。
  • 研究还发现,ICIs治疗前后BrM与CSF中CD4+ T细胞的发育轨迹存在显著差异,有效组中CD4+ T细胞更倾向于向Trm/CXCR6+方向分化,而非响应组中则以初始或未分化表型为主。

研究意义与展望

本研究首次系统揭示NSCLC BrM患者接受ICIs治疗期间脑脊液与颅内肿瘤的免疫细胞动态变化,识别出CD4+PDCD1+CXCR6+ T细胞作为颅内疗效的潜在生物标志物,并阐明其与抗原呈递、T细胞共刺激信号及炎症激活的关联。这为BrM患者的个体化免疫治疗策略提供了理论依据,并为CSF作为液体活检样本用于实时追踪ICIs颅内疗效奠定基础。未来研究可进一步验证该细胞亚群在不同BrM亚型及联合治疗中的预测价值,并探索其在其他中枢神经系统转移中的适用性。

 

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结语

本研究通过整合scRNA-seq、蛋白质组、流式细胞术和多重免疫组化等多种组学技术,系统描绘了NSCLC脑转移患者在接受免疫检查点抑制剂治疗期间脑脊液和颅内肿瘤组织的免疫细胞动态图谱。研究首次识别出CD4+PDCD1+CXCR6+ T细胞作为颅内抗肿瘤免疫应答的关键调节因子,其在治疗前CSF中显著富集,并与BrM组织中类似表型细胞高度一致。此外,该细胞亚群与抗原呈递增强、T细胞共刺激信号激活及促炎单核细胞富集密切相关,提示其在BrM免疫治疗中的重要预测价值。研究为脑转移患者的精准免疫治疗提供了新的生物标志物,并强调了脑脊液作为非侵入性液体活检样本在实时监测ICIs疗效中的潜力,为未来BrM治疗策略的优化和疗效评估方法学提供了坚实基础。

 

文献来源:
Yang-Si Li, Wenpu Lai, Kai Yin, Mei-Mei Zheng, and Yi-Long Wu. Cellular dynamics in cerebrospinal fluid unveils the key regulators of intracranial response to immune checkpoint inhibitors in NSCLC brain metastases. Journal for Immunotherapy of Cancer.
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