近年来，微生物群对肿瘤发生发展的作用越来越受到重视。癌症患者的肠道微生物群图谱已揭示出与免疫检查点抑制剂（ICI）应答有利或不利相关的细菌特征。尽管关于肠道微生物群的研究文献已相当丰富，但评估肿瘤内微生物群的作用以及对ICI应答的影响的研究却寥寥无几。临床前研究发现，肺实质内的大肠杆菌与促炎症肿瘤微环境和肺转移减少相关。来自纪念斯隆-凯特琳癌症中心的Charles M. Rudin教授团队开展了一项研究，旨在探索肿瘤内大肠杆菌是否与非小细胞肺癌（NSCLC）患者ICI的反应相关，该研究成果于近日发表在JCO杂志。
研究方法
该研究回顾性分析了在纪念斯隆凯特琳癌症中心（MSK）接受ICI治疗的晚期NSCLC患者的肿瘤内微生物组。通过将未映射的下一代测序（NGS）读段与细菌基因组数据库进行比对，筛选出潜在的环境污染物，并使用无模板对照（n=2378）进行过滤。使用单变量和多变量分析评估了瘤内大肠杆菌检测对总生存期（OS）的影响，并将结果在772例患者的独立外部队列中进行验证。同时，进行了肠杆菌荧光原位杂交（FISH）和转录组分析。
研究结果
NSCLC样本的患者特征及肿瘤内大肠杆菌的检测
共有1462例接受抗PD（L）-1免疫治疗并进行NGS检测的晚期NSCLC患者被纳入评估。患者中位年龄为67岁，52%为女性；90%的患者ECOG表现状态为0-1，肿瘤组织学类型以腺癌为主（78%），且84%的患者有吸烟史。
通过处理NGS的原始二进制对齐和映射文件，排除了环境污染的影响。在无模板对照中，大肠杆菌的污染未超过六个细菌读数。所有分析均限制在使用最新版本的MSK-IMPACT（版本6）测序的样本中（n=958）。
肿瘤内大肠杆菌与单药ICI的良好预后相关
接受单药ICI治疗的患者肿瘤内大肠杆菌的存在与OS显著延长相关【16个月vs 11个月；HR0.73（95% CI, 0.59-0.92）; P＝.0065】，但在接受ICI联合化疗治疗的患者中则无关。在校正了包括PD-L1表达在内的预后特征后，多变量分析显示，单药ICI队列中与OS的关联仍然具有统计学意义（P＝0.023）。
在外部验证队列中，接受单药ICI治疗的患者在单变量和多变量分析中均显示肿瘤内大肠杆菌的存在与更长的OS显著相关，而接受ICI联合化疗的患者则没有观察到这种关联。
为了确认NSCLC样本中大肠杆菌的存在，研究使用了荧光原位杂交（FISH）技术，并与苏木精-伊红染色进行配准。在结肠腺癌样本中，通过MSK-IMPACT方法检测到13,237个大肠杆菌读数，并显示出强烈的荧光信号。而在肺腺癌样本中，通过MSK-IMPACT方法检测到大肠杆菌读数，并在肿瘤细胞内观察到不同程度的荧光信号，表明细菌可能存在于肿瘤细胞内或紧邻肿瘤细胞。通过MSK-IMPACT检测到的读数与FISH检测大肠杆菌的结果具有一致性（P=0.017）。
转录组分析揭示肿瘤内大肠杆菌与增强的免疫浸润信号相关
探索性转录组分析发现，肿瘤内大肠杆菌的存在与免疫细胞浸润增强的信号相关。在大肠杆菌阳性样本中，与ICI治疗反应良好的基因（如GZMB、CCL20）表达上调。此外，与ICI反应相关的细胞因子和趋化因子基因（如CXCR2P1、CXCL13、IL12RB2）在大肠杆菌阳性组中差异表达。在大肠杆菌阴性样本中，与免疫抑制相和ICI耐药相关的基因表达上调（如FREM2、PRKCZ、USP44基因等）；这些结果表明，肿瘤内大肠杆菌可能促进炎症性肿瘤微环境的形成。
研究结果
本研究通过两个独立队列的数据，证实了肿瘤内大肠杆菌的存在与晚期NSCLC患者单药ICI治疗的生存改善相关。研究结果提示，肿瘤内大肠杆菌可能通过促进炎症性肿瘤微环境来增强免疫细胞的浸润。这些结果为肿瘤内微生物群与肿瘤免疫治疗反应之间的关系提供了新的见解，并为未来研究肿瘤微生物群在癌症治疗中的潜在作用提供了重要信息。
Elkrief A, Montesion M, Sivakumar S, Hale C, Bowman AS, Begüm Bektaş A, Bradic M, Kang W, Chan E, Gogia P, Manova-Todorova K, Mata DA, Egger JV, Rizvi H, Socci ND, Kelly DW, Rosiek E, Meng F, Tam G, Fan N, Drilon A, Yu HA, Riely GJ, Rekhtman N, Quintanal Villalonga Á, Dogan S, Bhanot U, Gönen M, Loomis B, Hellmann MD, Schoenfeld AJ, Ladanyi M, Rudin CM, Vanderbilt CM. Intratumoral Escherichia Is Associated With Improved Survival to Single-Agent Immune Checkpoint Inhibition in Patients With Advanced Non-Small-Cell Lung Cancer. J Clin Oncol. 2024 Oct;42(28):3339-3349. doi: 10.1200/JCO.23.01488. Epub 2024 Jul 22. PMID: 39038258.
审批编号：CN-146321
排版编辑：肿瘤资讯-Julian
