大家好呀！今天给大家介绍一篇2021年3月发表在Nature Communcation（IF:14.919）上的文章。CD8+ T细胞可以驱动人类恶性肿瘤的适应性免疫反应，这些细胞被肿瘤抗原激活，进行扩张并定位和杀死癌细胞。免疫检查点抑制剂（ICI）仅对一部分患者有效其治疗耐药性的机制尚不清楚。本研究作者使用单细胞转录组和流式细胞技术识别对抗PD-1治疗有反应的转移性黑色素瘤患者的粘膜相关恒定T细胞（MAIT）。MAIT细胞可以作为治疗应答性患者的生物标志物并使患者从免疫治疗中获得最大效果。

Circulating mucosal-associated invariant T cells identify patients responding to anti-PD-1 therapy

循环粘膜相关恒定T细胞识别抗PD-1治疗的患者

摘要：

免疫检查点抑制剂可以用于治疗转移性黑色素瘤患者，由于治疗反应的不确定性，目前需要一些标志物来确定哪些患者可以受益于免疫检查点抑制治疗。本研究作者结合单细胞转录组测序和流式细胞术评估28例抗PD-1治疗的转移性黑色素瘤患者的循环CD8+ T细胞的变化。在免疫治疗反应患者中活化和增殖CD8+ T细胞和粘膜相关恒定T细胞（MAIT）的比例高于治疗前和整个治疗期间。应答患者的MAIT细胞中CXCR4的水平更高，颗粒酶B更多。最后，MAIT比例高于1.7%的患者免疫治疗反应更好。作者的结果表明MAIT细胞可以作为抗PD-1治疗反应的标志物。

结果：

1.应答患者中激活效应记忆CD8+ T细胞比例较高

首先，作者使用流式细胞技术研究PD-1治疗的黑色素瘤患者的T细胞特点，通过聚类分析鉴定到CD8+ T细胞的28个簇。其中C21,C22和C26为T细胞特有的表性特征，CD45RA,CCR,CD27和CD28表达较高而CD25和ICOS表达较低（A）。根据CD38和ICOS的表达确定C28为活化T细胞，根据CD95的表达确定C10为T干细胞记忆细胞，其表型与初始T细胞类似。根据CD28,CD27,BTLA,CD194,CD25,CD95和ICOS的表达确定C1,C20和C27位CCR7+CD45RA-记忆T细胞。根据CD39的表达确定C20为TCM细胞。C6,C17,C11,C2,C24和C5为末期分化T细胞。根据CD45RA,CCR7,CD25和CD95的表达确定C15,C4,C25,C14,C9,C13,C12,C19和C16为效应记忆T细胞。其中，C14中PD-1和CD57的表达水平中等，表明C14为可复制性衰老细胞。C12中CD28和CD27的表达水平中等，表明C12位过度效应记忆T细胞。根据CXCR16的表达确定C9位具有迁移能力的效应记忆细胞。根据ICOS，CD95，HLA-DR和CD38等的表达确定C16是活化增殖效应记忆T细胞。在应答患者中C16富集程度更高（B），在开始治疗前应答患者中C16，高增殖Ki67+CD71+效应细胞比例较高，且在治疗后也相对稳定（B）。

CD8+ T细胞单细胞分析鉴定应答患者中活化效应记忆T细胞比例较高

2.scRNA-seq表明在应答患者中MAIT丰度更高

作者分离接受抗PD-1治疗后的20例患者的T0,T1和T2期的CD3+CD8+ T细胞进行scRNA-seq。质控后得到56142个细胞并去除4210个NK细胞和231个单核细胞，最终获得51701个CD8+ T细胞。聚类分析鉴定到8个细胞簇（A和2B），根据LEF1,SELL和TCF7表达鉴定初始T细胞，根据GZMB,GNLY,NKG7,EFHD2和CXCR322表达鉴定末端分化效应记忆细胞。作者鉴定到两种效应记忆细胞，一类是转移效应记忆细胞另一类是成熟活化细胞。通过HLADRA,HLADRB1,CD74,GZMA,PCNA,MKI67和MCM等的表达鉴定效应记忆T细胞。通过KLRB1,SLC4A10,MAF和CXCR4的表达鉴定粘膜相关恒定T细胞（MAIT）。伪时序分析表明，分化过程从初始T细胞开始，通过激活初始T细胞，过度效应T细胞和效应记忆T细胞向末端分化T细胞分化。在整个过程中，MAIT细胞输入伪时间轨迹的不同分子。流式细胞技术表明应答组的活化效应记忆T细胞比例较高（C）。应答组的效应记忆T细胞比例较高（C）。在治疗前和治疗个周期后，应答组的MAIT细胞比例较高（D）。总的来说，随治疗时间的增加，MAIT细胞的激活具有动态调节作用。

MAIT细胞在应答组中丰度较高

3.应答组中活化MAIT细胞丰度更高

作者对治疗前和治疗后的MAIT细胞进行亚群聚类，进一步了解这些细胞在抗肿瘤免疫反应中的细胞动力学。共鉴定到2类MAIT亚群，其与T细胞激活或效应功能相关的基因DUSP1,ZFP36,TNFAIP3,ZFP36L2,FOS,CXCR4和CD69等表达水平存在差异（A和3B）。在治疗前，治疗个周期和第二个周期后应答组的活化MAIT比例较高（C）。

活化MAIT细胞在应答组丰度较高

随后，作者使用流式细胞技术在蛋白水平上进行研究。作者分析MAIT细胞的比例和表型，鉴定到表达TCRα7.2和CD161的CD3+CD8+ T细胞（A），这些细胞在应答患者中存在显著扩增（A）。此外，作者发现在应答组接受两轮治疗后MAIT细胞比例升高。为确定转移样本和为转移样本中MAIT细胞的存在，作者分析了一个GEO数据集。该数据集包括患者血液，淋巴结转移和肿瘤患者的单细胞转录组数据。该数据集包括26757个细胞，其中3%的细胞为MAIT细胞（B）。随后，作者通过使用IL-12,IL-18,CD3/CD8体外刺激MAIT细胞研究MAIT细胞的效应因子功能能力。在应答组和无应答组的MAIT细胞均能产生GRZM-B,IFN-γ和TNF，应答组中MAIT细胞产生IFN-γ和GRZM-B的比例更高（C）。然而在治疗前应答组中仅有GRZM-B的比例更高（D）。

体外刺激MAITC细胞的功能评估

4.治疗前根据MAIT细胞识别应答患者

接下来作者评估MAIT细胞水平作为预测抗PD-1治疗反应的生物标志物的能力。流式细胞技术分析表明，在CD8+ T细胞中转移性黑色素瘤患者中MAIT细胞水平中位数为1.7%，根据该中位数对患者进行分层。表明MAIT细胞水平高于1.7%的患者反应更高。

MAIT细胞水平预测治疗反应

结论：

本研究分离接受免疫治疗的转移性黑色素瘤患者的CD8+ T细胞进行单细胞转录组测序并分析。结果表明，有反应组和无反应组患者的T细胞亚群组成不同且在治疗前两组患者的T细胞组成不同。这些差异中最相关的是MAIT细胞水平，MAIT细胞是一种初始CD3+ T细胞群并参与对周围组织感染的早期免疫。作者的研究表明外周血中MAIT细胞比例可以作为免疫治疗反应的预测标志物。

参考文献：

De Biasi, S., Gibellini, L., Lo Tartaro, D. et al. Circulating mucosal-associated invariant T cells identify patients responding to anti-PD-1 therapy. Nat Commun 12, 1669 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-21928-4