10 例患者提供免疫资料,药物实验使用可培养模型

美国 Translational Genomics Research Institute(TGen)与 Baylor University Medical Center 团队在 Frontiers in Immunology 研究自然杀伤细胞(natural killer cell,NK)产生的细胞外囊泡。团队从肺癌患者获得血液与肿瘤资料,再用肿瘤类器官测试囊泡的直接作用,以及它们对免疫细胞浸润的影响。

队列共 10 例非小细胞肺癌,包括 7 例肺腺癌和 3 例肺鳞癌。血液在肿瘤切除前后采集,单细胞分析有 183,810 个细胞通过过滤;8 份肿瘤组织完成单核 RNA 分析。循环免疫细胞与肿瘤局部组成不同,局部没有明确识别出 NK 细胞群,细胞毒性 T 细胞也较少。

患者之间的 NK 亚群比例不同,分级较高的肿瘤对应的免疫调节型 NK 亚群比例较高。研究将患者 NK 细胞扩增后收集囊泡,囊泡含颗粒酶、穿孔素以及多种 RNA、受体和信号相关蛋白。全转录及蛋白分析分别检出 13,450 个基因和 4,358 种蛋白。

囊泡在顺铂低浓度下增加活力抑制

可获得的患者肿瘤用于形成三维类器官。原图展示 6 个患者模型及 HCC827 细胞系模型的顺铂半数抑制浓度(half-maximal inhibitory concentration,IC50),患者模型范围约为 3.6–44.7 µM,提示供者药敏差异明显。10 例免疫队列、6 个展示药敏的患者模型和细胞系模型具有不同样本范围。

药物测试每孔接种 1,000 个细胞,培养 6 天后加药或囊泡,再过 6 天以 CellTiter-Glo 测量活力。顺铂使用 7 个浓度;与囊泡共同测试时,顺铂浓度为 6.25、12.5、25 µM,囊泡为 10 µg,每个条件 6 个重复。

患者 NK 细胞囊泡在无顺铂或顺铂较低浓度下,使类器官活力降低最多约 40%–45%。健康供者混合 NK 细胞囊泡的同剂量效应较小,未达到统计显著性,患者囊泡通常表现出更强杀伤。术前与术后、自体与异体囊泡之间,未观察到显著的总体效应差别。

HCC827 模型用于减少不同肿瘤供者背景的影响。囊泡杀伤较强时,其来源血液中细胞毒性 NK 与免疫调节型 NK 的比值往往较高,相关拟合 R² 为 0.63。囊泡多种 RNA 和蛋白也与活力变化相关,但这些相关分析尚未确定哪一种成分直接造成杀伤。

患者 NK 细胞囊泡与顺铂在患者来源及 HCC827 肺癌类器官中的活力影响,以及囊泡成分和效应的相关性。

窄屏可横向滑动查看完整图表。

患者 NK 细胞囊泡与顺铂在患者来源及 HCC827 肺癌类器官中的活力影响,以及囊泡成分和效应的相关性。(Palade et al. / Frontiers in Immunology, 2025, Figure 3;CC BY 4.0;PMC)

总浸润量变化不显著,细胞组成发生改变

另一组实验把患者外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMC)预先接触纳武利尤单抗,再置于类器官上方的 Transwell 中;比较有、无囊泡条件,48 小时后以三维成像和流式检测浸润。实验使用的囊泡剂量为 20 µg,与前述活力实验不同。

加入囊泡后,PBMC 总浸润荧光和类器官大小仅有轻微变化,均未达到统计学显著性。浸润细胞的组成却发生改变:CD4 阳性细胞比例降低,CD56 阳性细胞比例显著提高;CD8 阳性比例的升高没有达到显著性。

HCC827 共培养中,总浸润和细胞亚群的变化也多为趋势,并未出现同样显著的全部结果。直接杀伤较强的囊泡,有时在募集 CD56 阳性细胞方面较弱,反之亦然。研究把细胞死亡和免疫募集视为两个需要分别测试的囊泡功能。

囊泡的杀伤和免疫募集机制还需验证

研究在患者来源及细胞系类器官中,分别检验囊泡的直接杀伤与免疫募集作用。两组实验采用不同的囊泡剂量、观察时间和检测指标;活力变化与浸润亚群比例分别反映两类作用。

研究局限包括患者数量较少、健康供者囊泡采用混合对照,以及结果主要来自体外系统。团队没有分开分析各类囊泡,也没有通过成分干预确定具体杀伤或募集机制。作者提出扩大供者与遗传背景,并补充机制和动物实验,以判断这些体外效应能否支持进一步治疗开发。

来源与延伸阅读

  1. NK cell-derived extracellular vesicles enhance cytotoxicity and immune cell recruitment in non-small cell lung cancer. Frontiers in Immunology (2025). ↗