头颈部的肿瘤战场向来严峻,口腔鳞状细胞癌(OSCC)作为其中的一员“悍将”,在全球范围内依旧是发病率和死亡率较高的恶性肿瘤之一。目前,免疫疗法,特别是程序性死亡蛋白-1(PD-1)抑制剂的应用,已经为OSCC患者开辟了新的治疗战线。然而,这场战役远未胜利,因为患者对现有免疫疗法的响应率并不尽如人意,大多徘徊在14.6%到30.1%之间。究其原因,OSCC具有高度免疫抑制的微环境,且患者的分子表达谱存在显著的个体异质性。因此,医学界的目光开始投向寻找更多可用于联合治疗的免疫检查点靶点,以期扩大免疫疗法的应用范围并提高疗效。CD137(又称4-1BB)及其配体CD137L,就是其中一对充满希望的“新星”。它们在T细胞活化、增殖和生存中扮演着关键角色,已被证明在多种肿瘤中表达。然而,这对分子在OSCC中的表达模式、具体分布以及对疾病进展的“贡献度”究竟如何,此前仍是一个未知的“黑箱”。为了揭开这个谜团,一组研究人员开展了一项横断面研究,其成果近期发表在了《Virchows Archiv》期刊上。
为了系统性地探索CD137/CD137L在OSCC中的作用,研究人员主要采用了以下几种关键技术方法:首先,他们收集并建立了一个样本队列,包括159名OSCC患者和55名健康口腔黏膜(HOM)对照者的组织和外周血样本。其次,使用实时定量逆转录聚合酶链反应(RT-qPCR) 技术,精确检测了组织和血液样本中CD137和CD137L的mRNA表达水平。接着,通过免疫组织化学(IHC) 染色技术,在蛋白水平上可视化并定量分析了CD137在组织切片中的表达情况。最后,运用数字病理图像分析软件(QuPath) ,结合基于深度学习的细胞检测工具,对IHC切片中的阳性细胞进行了自动化与人工复核相结合的精准计数,以获得标记指数(LI)进行定量分析。
研究结果部分揭示了CD137/CD137L在OSCC中复杂的表达图景。
CD137在OSCC组织中显著上调
通过RT-qPCR分析发现,CD137的mRNA在OSCC组织中的表达量显著高于HOM组织,其平均ΔCT值分别为6.32和7.91,差异具有高度统计学意义(FC = 2.99,p < 0.001)。在蛋白水平上,IHC分析进一步证实了这一发现。OSCC组织中平均每个ROI有61.75个CD137阳性细胞(LI = 2.12),而HOM组织中仅为7.32个(LI = 0.46),差异同样极其显著(p < 0.001)。这表明CD137在OSCC的发生发展中可能扮演了重要角色。
CD137表达具有区室特异性
当将组织区域进一步细分为上皮和间质两个区室时,研究发现CD137的上调主要发生在肿瘤上皮细胞中。在上皮区室,OSCC组的平均LI(2.39)显著高于HOM组(0.37,p < 0.001)。相比之下,间质区室的差异则未达到统计学显著性(LI:OSCC 0.63 vs. HOM 0.97,p = 0.087)。
CD137L在组织中无显著差异,外周血中两者均无变化
与CD137不同,其配体CD137L在OSCC与HOM组织的mRNA表达水平上并未显示出统计学上的显著差异(平均ΔCT:OSCC 12.28 vs. HOM 12.38,p = 0.763)。此外,无论是CD137还是CD137L,在外周血样本的mRNA表达分析中,OSCC患者与健康对照者之间均未发现显著差异。
CD137作为生物标志物的鉴别能力
为了评估CD137作为区分OSCC与健康组织的生物标志物的潜力,研究人员构建了受试者工作特征(ROC)曲线。基于mRNA数据的曲线下面积(AUC)为0.775,而基于IHC蛋白表达数据的AUC值更高,整体组织为0.895,上皮区室达到0.904。这些数据表明CD137,尤其是在蛋白水平,具有较好的诊断鉴别能力。
与临床病理参数的关联性有限
研究还将CD137/CD137L的表达水平与肿瘤大小(T分期)、淋巴结状态(N分期)、淋巴管浸润(L状态)、神经周围浸润(Pn状态)和肿瘤分级等临床病理参数进行了关联分析。结果显示,仅CD137的mRNA组织表达与Pn状态(p = 0.044),以及CD137的mRNA血液表达与N状态(p = 0.032)存在统计学上的显著相关性,其他参数均未显示显著关联。
在讨论与结论部分,研究者深入剖析了CD137在OSCC中表达上调的潜在意义。这一发现初看似乎与肿瘤免疫逃逸理论相悖,因为通常认为肿瘤会抑制免疫细胞的浸润和共刺激分子的表达。然而,CD137的表达细胞类型是理解其复杂功能的关键。除了能激活细胞毒性T细胞(CD8+ T细胞)外,CD137也在调节性T细胞(Treg 细胞)上高表达。Treg 细胞在肿瘤微环境中主要发挥免疫抑制作用,其浸润通常与较差的预后相关。研究指出,CD137可能是具有强免疫抑制特性的Treg 细胞的标志物。这意味着,OSCC组织中CD137的上调,可能部分归因于具有免疫抑制功能的Treg 细胞的增多,这反而可能助长了肿瘤的免疫逃逸。
此外,IHC结果显示,CD137不仅表达于具有免疫细胞形态的细胞上,也表达于OSCC肿瘤细胞本身。这与在其他癌症(如结肠癌、白血病)中的观察一致,即肿瘤细胞表达的CD137可能与更高的增殖能力、生存优势及转移潜能相关。其机制可能是肿瘤细胞通过表达CD137,竞争性地结合抗原呈递细胞(APCs)上的CD137L,从而削弱后者激活T细胞的能力;或通过分泌可溶性CD137来中和CD137L,最终导致免疫抑制。
因此,CD137/CD137L信号通路在肿瘤微环境中可能具有“双向”作用:在效应T细胞上,它促进抗肿瘤免疫;而在肿瘤细胞或Treg 细胞上,它则可能介导免疫抑制。本研究首次在较大规模的OSCC队列中,通过mRNA和蛋白两个层面系统证实了CD137在肿瘤组织中的特异性上调,而CD137L及外周血中的表达无变化。这强烈提示CD137是OSCC中一个具有研究价值的新型免疫检查点分子。
这项研究的意义在于,它为改善OSCC免疫治疗疗效提供了一个潜在的新靶点。鉴于现有PD-1抑制剂疗效有限,针对CD137的激动剂(如Utomilumab和Urelumab)已在其他肿瘤中进入临床研究。本研究的结果支持了将CD137靶向治疗策略探索延伸至OSCC领域的合理性。当然,研究者也指出,CD137在OSCC中的具体作用机制(是“敌”是“友”)高度依赖于表达它的细胞类型。为了更精确地解析这一点,研究团队计划后续采用多重免疫荧光染色技术,来区分肿瘤微环境中不同类型细胞(如细胞毒性T细胞、Treg 细胞、肿瘤细胞等)的CD137表达,这将为开发更精准、有效的CD137靶向免疫疗法奠定坚实的理论基础。
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