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本研究探讨低剂量放疗(LDRT)联合PD-1抑制剂(αPD-1)对头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)疗效的机制。通过单细胞测序和功能实验发现,联合治疗抑制肿瘤生长并重塑肿瘤微环境(TME),增强效应T细胞克隆扩增,减少Treg细胞浸润,并抑制CXCL14-CXCR4轴介导的免疫抑制信号,为临床联合疗法提供依据。
抗PD-1(αPD-1)疗法在头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)中的疗效有限,部分原因是由于肿瘤微环境(TME)具有免疫抑制作用以及效应T细胞浸润不足。低剂量放疗(LDRT)被认为可以改变TME,从而可能增强αPD-1的效果。
我们使用单细胞RNA测序(scRNA-seq)和单细胞TCR测序(scTCR-seq)对接受LDRT(1 Gy)和/或αPD-1治疗的鼠模型HNSCC进行了分析,并结合了正交功能测定和原位验证(空间转录组学和多重免疫荧光技术)。
LDRT和αPD-1协同抑制了肿瘤生长并重塑了TME。单细胞分析显示,恶性细胞程序从增殖状态转变为对压力和干扰素(IFN)有反应的状态。整合的scTCR-seq分析显示,在联合治疗下,肿瘤反应性CD8⁺ T细胞亚群的克隆扩增增强,而CD4⁺ Treg-Ctla4的频率降低。基于TCR的指标(包括STARTRAC)表明CD4⁺ Treg-Ctla4的迁移潜力较高,且肿瘤内的克隆重叠有限。Isg15高表达的巨噬细胞状态(Macro-Isg15)与CD4⁺ Treg-Ctla4的频率呈正相关,在αPD-1单药治疗中更为明显。配体-受体推断显示,在αPD-1单药治疗下,与Macro-Isg15相关的CXCL14–CXCR4趋化因子轴得到增强,而在含LDRT的方案中则减弱,这表明趋化因子对CD4⁺ Treg-Ctla4的积累/招募的支持作用减弱。
这些发现支持了一个综合框架,即LDRT通过重新编程恶性状态和重塑免疫细胞动态来增强αPD-1的疗效,包括减弱TME中的免疫抑制特征。这些临床前证据为基于LDRT的联合策略在HNSCC中的转化研究提供了依据。
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