EGFR-TKI重塑肿瘤微环境影响非小细胞肺癌PD-1/PD-L1抑制剂疗效的机制研究

PD-1/PD-L1 inhibitors have a poor effect on patients with advanced EGFR-mutant non-small cell lung cancer (NSCLC) after EGFR-TKI treatment (resistance). Our previous work showed that an increase of monocytic-myeloid derived suppressor cell (M-MDSC) and chemokine ligand 2 (CCL2) secretion was observed in the tumor microenvironment (TME) of both EGFR L858R and EGFR 19DEL/T790M genetic-engineered mouse lung cancer model after exposure to EGFR-TKI. According to the previous studies and our preliminary results, we postulate that EGFR-TKI could remodel the immune microenvironment via inducing M-MDSC accumulation in the TME of EGFR-mutant NSCLC through promoting chemokine secretion. Thus it could result in the impaired efficacy of PD-1/PD-L1 inhibitors after EGFR-TKI resistance. Based on these previous results, the current project will further investigate the change of immune cells in TME after EGFR-TKI treatment by using EGFR L858R and EGFR 19DEL/T790M genetic-engineered mouse lung cancer model and clinical samples. We will explore the effect of MDSC infiltration on PD-1/PD-L1 inhibitors after exposure to EGFR-TKI in EGFR-mutant NSCLC by using MDSC removal experiments, etc. Moreover, we aimed to clarify the specific cellular and molecular mechanisms of the up-regulation of chemokine and M-MDSC infiltration by using RNA-seq and so on. This project will provide important clues to guide the subsequent treatment and rational combined immunotherapy strategies after EGFR-TKI resistance.

晚期非小细胞肺癌（NSCLC）EGFR-TKI治疗后（耐药的）单药ɑPD-1/PD-L1临床疗效欠佳。课题组前期在两种转基因（EGFR L858R和EGFR 19DEL/T790M）原发性肺癌模型中发现，TKI处理后肿瘤微环境（TME）中M-MDSC和CCL2显著增加。结合既往研究，申请者提出“EGFR-TKI通过诱导肿瘤细胞高表达趋化因子，募集M-MDSC向TME浸润，进而影响ɑPD-1/PD-L1疗效”的科学假说。拟在前期工作基础上，通过已建立的小鼠模型和临床样本，进一步观察TKI治疗引起TME内免疫细胞浸润的改变；采用MDSC清除实验等，明确MDSC浸润对ɑPD-1/PD-L1治疗TKI耐药肿瘤疗效的影响；采用RNA-seq等实验，阐明TKI上调肿瘤细胞趋化因子，促进M-MDSC浸润的分子机制。本项目的顺利开展，对发展新型免疫联合策略治疗TKI耐药后人群具有重要的临床实践指导意义。

近年来免疫检查点抑制剂（ICI）治疗在非小细胞肺癌（NSCLC）中取得突破性进展，显著延长了晚期患者的长期生存，5年生存率由4%提高至16%左右。然而既往研究及课题组前期基础发现EGFR突变NSCLC无论在初治还是EGFR-TKI耐药后，从ICI单药治疗中获益受限，而EGFR-TKI联合ICI非但不能提高疗效，反而会带来明显的毒副反应。鉴于EGFR-TKI在晚期EGFR突变NSCLC的一线治疗地位，探索EGFR-TKI对肿瘤微环境的调控作用有助于为明确免疫治疗在TKI耐药NSCLC中的治疗作用，以及开发新型联合治疗策略提供线索和依据。课题组在自发性肺癌转基因小鼠模型中，系统描绘EGFR-TKI对肿瘤微环境免疫细胞浸润的影响，发现EGFR-TKI特异性募集MDSCs向肿瘤微环境浸润的特征；然后通过体外细胞实验阐明了EGFR-TKI通过上调MAPK信号通路上调CCL2，继而募集MDSCs向肿瘤微环境浸润的调控机制，然而在TKI耐药小鼠模型中却并未观察到清除MDSCs和抗PD-L1的联合抗肿瘤作用。我们进一步在临床标本中采用多色免疫荧光对肿瘤微环境进行了解析，发现EGFR-TKI治疗后，LAG-3表达显著上调，CD8+LAG-3+T细胞浸润显著增加，这可能是TKI耐药NSCLC对αPD-1/PD-L1治疗抵抗的另一机制。此外，我们还在真实世界中收集了EGFR-TKI耐药NSCLC接受免疫联合化的病例资料，结果发现免疫联合化疗在EGFR-TKI耐药NSCLC中疗效尚可，与化疗联合抗血管治疗的PFS相当，甚至 ORR更高，提示我们部分EGFR-TKI耐药NSCLC可从免疫联合化疗中获益。因此，我们进一步收集了接受免疫联合化疗的EGFR-TKI耐药NSCLC患者的外周血，利用全光谱流式技术对免疫细胞亚群进行检测，并构建了疗效预测模型，ROC曲线显示我们构建的模型具有良好的预测效能（AUC=0.867），但该模型还需要更大的样本量进行验证。综上，我们基本按照本项目研究计划完成了项目既定内容，且在发现实际结果与预期结果不符时，及时对研究内容进行相应的调整，并发现了新的EGFR-TKI对肿瘤微环境的调控作用，并且利用临床病例资料及临床标本，建立了EGFR-TKI耐药NSCLC免疫治疗疗效预测模型，为临床上该人群免疫治疗的精准应用提供了参考线索。

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