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Oct 18, 2023

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BMC Medicine 21권, 기사 번호: 161(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

1차 항프로그램 세포사멸 단백질-1(PD-1) 단독요법을 받은 현미부수체 불안정성(MSI-H) 전이성 대장암(mCRC) 환자의 객관적 반응률은 40~45%에 불과합니다. 단일 세포 RNA 시퀀싱(scRNA-seq)을 사용하면 종양 미세 환경을 구성하는 다양한 세포에 대한 편견 없는 분석이 가능합니다. 따라서 우리는 scRNA-seq를 사용하여 MSI-H/불일치 복구 결함(dMMR) mCRC에서 치료 저항성 그룹과 치료 민감성 그룹 간의 미세 환경 구성 요소 간의 차이를 평가했습니다. 이 분석을 통해 확인된 저항성 관련 세포 유형과 유전자는 이후 임상 샘플과 마우스 모델에서 검증되어 MSI-H 또는 dMMR mCRC에서 항PD-1 저항성의 분자 메커니즘을 추가로 밝혀냈습니다.

1차 항-PD-1 단독요법에 대한 원발성 및 전이성 병변의 반응을 방사선학으로 평가했습니다. MSI-H/dMMR mCRC 환자의 원발 병변 세포를 scRNA-seq를 사용하여 분석했습니다. 각 클러스터에서 마커 유전자를 식별하기 위해 별개의 세포 클러스터를 식별하고 하위 클러스터 분석을 실시했습니다. 그런 다음 핵심 유전자를 식별하기 위해 단백질-단백질 상호 작용 네트워크가 구축되었습니다. 임상 샘플의 핵심 유전자와 세포 마커 분자를 확인하기 위해 면역조직화학과 면역형광법을 적용했습니다. IL-1β 및 MMP9의 발현을 조사하기 위해 면역조직화학, 정량적 실시간 PCR 및 웨스턴 블롯팅을 수행하였다. 더욱이, 골수 유래 억제 세포(MDSC) 및 CD8+ T 세포의 정량적 분석 및 분류를 유동 세포측정법을 사용하여 수행하였다.

MSI-H/dMMR mCRC 환자 23명의 종양 반응을 방사선학으로 평가했습니다. 객관적 반응률은 43.48%, 질병 통제율은 69.57%로 나타났다. ScRNA-seq 분석 결과, 치료 저항군과 비교하여 치료 민감군은 CD8+ T 세포가 더 많이 축적된 것으로 나타났습니다. 임상 샘플과 생쥐를 대상으로 한 실험에서는 IL-1β 유도 MDSC의 침윤과 CD8+ T 세포의 불활성화가 MSI-H/dMMR CRC에서 항PD-1 저항성에 기여하는 것으로 나타났습니다.

CD8+ T 세포와 IL-1β는 각각 세포 유형과 유전자로 확인되었으며 항PD-1 저항성과 가장 높은 상관관계가 있었습니다. IL-1β에 의한 MDSC의 침투는 CRC의 항PD-1 저항성에 중요한 요소였습니다. IL-1β 길항제는 항PD-1 억제제 내성에 대한 새로운 치료제로 개발될 것으로 기대된다.

동료 검토 보고서

대장암(CRC)은 소화관에 발생하는 가장 흔한 악성종양 중 하나로 모든 악성종양 중에서 사망률과 발병률이 두 번째로 높다[1]. CRC에 대한 진단 및 치료 전략이 최근 몇 년 동안 급속히 개선되었지만, 많은 CRC 환자의 예후는 좋지 않습니다. 많은 환자들은 이미 질병의 진행 단계에 도달할 때까지 진단을 받지 못하는데, 이는 효과적인 치료에 심각한 장애가 됩니다.

불일치 복구 결핍(dMMR) 및 미세부수체 불안정성-높음(MSI-H) 상태와 관련된 단백질의 발현은 CRC 환자에서 면역요법의 효능을 예측하는 데 귀중한 것으로 널리 인식되어 왔습니다. 전통적인 암 치료법에 비해 면역 치료법은 MSI-H mCRC의 객관적 반응률(ORR)을 어느 정도 향상시켰습니다[2, 3]. 그러나 1차 항프로그램 세포사멸 단백질-1(PD-1) 단독요법을 받은 MSI-H/dMMR mCRC 환자의 ORR은 43.8%에 불과했습니다[4]. 따라서 MSI-H 표현형 때문에 환자의 절반 이상이 면역요법이나 화학요법 ± 표적요법의 혜택을 받지 못합니다[5]. 이러한 관점에서 본 연구는 MSI-H mCRC 환자의 항PD-1 저항성 메커니즘을 탐색하는 것을 목표로 합니다.

ScRNA-seq은 MSI-H 환자의 면역 환경에 대한 더 나은 이해에 기여했으며, 이는 결국 면역요법 메커니즘에 대한 새로운 통찰력을 제공했습니다. 이전 연구는 주로 MSS (microsatellite stable) mCRC의 면역 저항 메커니즘에 중점을 두었습니다. 여러 연구에서 단일 세포 수준에서 CD40 및 CD73 길항제 치료의 분자 메커니즘이 밝혀졌으며, 이는 MSS mCRC에 대한 면역 체크포인트 억제제와의 병용 치료에 대한 가능한 이론적 기초를 제공합니다[6,7,8]. 그러나 MSI-H mCRC 환자의 PD-1 저항성 메커니즘은 아직 명확하지 않습니다. 따라서 scRNA-seq을 통해 항PD-1 내성 그룹과 항PD-1 민감성 그룹 사이의 면역 미세환경을 비교하는 것은 MSI-H mCRC 환자의 면역치료 저항성을 뒷받침하는 메커니즘을 밝히는 데 도움이 될 수 있습니다.