保留组织结构，观察早期免疫变化
2021 年 7 月 8 日，Nature Medicine 发表荷兰癌症研究所（Netherlands Cancer Institute）与巴塞尔大学医院（University Hospital Basel）等团队的研究。作者使用患者来源肿瘤组织片段，保留组织结构和原有细胞环境，观察 PD-1 阻断后的早期免疫变化。
研究以 13 种细胞因子、13 种趋化因子和 4 项 T 细胞活化指标，比较处理与未处理的组织片段。37 份肿瘤来自黑色素瘤、非小细胞肺癌、乳腺癌、卵巢癌和肾癌；其中 13 份出现明显免疫活化，24 份变化较小。
同一肿瘤的平行培养呈现相近的反应模式，单个片段的反应程度仍有差别。研究把多个片段的结果合并用于分组，以减少肿瘤内部异质性对取样结果的影响。作者在 24–48 小时内观察到早期免疫变化。
体外变化与患者治疗结果配对
在随后接受 PD-1 阻断治疗的 12 名患者中，组织片段的免疫活化分类与临床最佳影像学反应相符。作者再分析一个包含 26 名患者的配对队列，其中 23 名的体外免疫分组与临床结果相符；另外 3 名临床表现为混合反应，其中 2 名的组织片段出现免疫反应。
另有 11 名患者提供了不同部位的多个病灶，其中 8 名的病灶呈现一致的体外免疫分类，3 名不一致。同一患者的不同病灶也可具有不同的体外反应。
驻留 T 细胞与干扰素信号参与反应
有体外反应的组织中，PD-1 阻断增强 T 细胞活化和 IL-2、TNF-α、IFN-γ 等效应信号，并伴随穿孔素、颗粒酶等细胞毒性相关指标增加。CXCL9、CXCL10 等下游趋化因子也升高。
研究者在 8 份有反应的肿瘤中进行信号干预。抑制与 T 细胞受体信号有关的 LCK 后，多数免疫再活化指标受到抑制；阻断 IFN-γ 受体，则主要影响一部分下游信号。作者据此判断，肿瘤内原有 T 细胞是这一早期反应的重要组成。
部分对 PD-1 阻断没有反应的组织，仍能在其他 T 细胞活化刺激下响应。研究进一步将未响应的微环境分为免疫细胞较少、T 细胞主要停留于肿瘤外周，以及已有明显浸润却缺少相应免疫反应等类型。
肿瘤识别能力与三级淋巴结构的关联
对 5 份有体外反应和 6 份无反应的肿瘤进行进一步比较时，前者均检出能识别自体肿瘤的 CD8+ T 细胞，4 份还检出相应 CD4+ T 细胞；后者的两类反应均只在 1 份中检出。这一功能比较使免疫细胞数量与肿瘤识别能力得以分别分析。
基线组织比较显示，体外有反应的肿瘤中，三级淋巴结构（tertiary lymphoid structures）的数量和平均面积更大，B 细胞也更丰富。这些特征与 PD-1 阻断后的免疫再活化能力相关。
PD-1 高表达淋巴细胞、CXCL13、B 细胞及三级淋巴结构的数量与面积，均与体外反应能力相关。研究中，区分体外反应组与未反应组的曲线下面积均达到或超过 0.84。作者将这些基线特征视为值得进一步研究的标志物线索。
患者分层与持续反应的后续研究方向
作者提出，组织片段平台可以用于研究反应模式，再寻找能够用较简单检测方法测量的基线特征，与现有临床标志物共同评价。平台直接预测个体治疗反应的用途仍需前瞻研究。
本次实验关注早期免疫活化。驻留 T 细胞的再活化能够维持多久、后续外周细胞募集如何参与，以及三级淋巴结构在反应中的具体作用，均被列为进一步研究的问题。