近日，顾晋教授研究团队在AACR系列《Cancer Immunology Research》杂志上发表了题为“SomaticMutations and Immune Alternation in Rectal Cancer Following NeoadjuvantChemoradiotherapy”的研究论文。

该研究指出，对直肠癌，特别是局部进展期中低位直肠癌的治疗中，术前放化疗可以提高保留肛门的几率，增加局部控制率，但是，临床上发现直肠癌患者术前放化疗的治疗效果个体差异较大，而且，仍然有30%的患者会在术后出现远处转移。

免疫检测点抑制剂(CPI)PD-1/CTLA4在恶性黑色素瘤及非小细胞肺癌等肿瘤治疗中呈现显著疗效，而在结直肠癌中只在高度微卫星不稳定MSI-H患者中有效，两者均提示CPI的响应依赖肿瘤特异性免疫反应的激活，所以应用免疫治疗同样是目前治疗的热点。

顾晋教授团队将直肠癌术前放疗和免疫治疗相结合，在免疫方向寻找术前放疗疗效的突破口，并提出假设，进行新辅助放化疗的直肠癌是CPI治疗的适合人群。

首先，研究团队通过数据分析发现与治疗前相比，新辅助放化疗后组织中表达显著升高的基因主要富集在免疫激活相关通路，包括interferon signaling, antigen presentation, class IMHC-mediated antigen processing and presentation, PD-1 signaling, peptide–ligand bindingreceptors及costimulation from the CD28 family。研究团队进一步通过全外显子测序分析了治疗前后组织的突变谱，发现新辅助放化疗诱导了新突变和新抗原产生，这一结果在TCGA数据库中也得到证实。同时，结合RNAseq的数据，研究团队对样本突变负荷与基因表达的相关性进行分析，发现突变负荷与免疫激活相关通路显著相关，包括alpha-defensins, IL2 family signaling, GM-CSF signaling和其他几个interleukin-related pathways。研究提示，新辅助放化疗诱导了低位进展期直肠癌患者的免疫激活，新生抗原的产生是放化疗诱导机体免疫激活的原因。研究结果证实进行新辅助放化疗的直肠癌患者是CPI治疗的适合人群。研究者进一步通过体内动物实验证实给予放疗可以增加直肠癌PD-1/PD-L1的疗效。

研究团队同时发现，肿瘤组织中突变负荷与新辅助治疗的敏感性呈现正相关，突变负荷越高的患者对放化疗的敏感性越高，与TRG分级成负相关(Pearson r =-0.5418, P =0.0454);并在ctDNA水平得到证实，放化疗敏感组bTMB显著高于抵抗组。另外，通过分析放疗敏感组及抵抗组的基因表达谱，研究团队发现差异表达基因大部分高表达于放疗敏感组，且富集在免疫激活通路。免疫细胞成分分析显示，敏感组中CD8+ T细胞和CD4+ T 细胞比率高于抵抗组，而抵抗组中Treg 细胞高于敏感组。研究结果提示，患者机体免疫状态与体细胞突变负荷相关，并与患者对于新辅助放化疗的反应相关。突变负荷/bTMB有望成为对新辅助放化疗疗效反应进行筛选的生物标记物。

此项研究也分析了PD1、PDL1及PDL2在肠癌预后中的意义，发现PDL1及PDL2在肠癌的不同部位、不同分期中呈现不同的作用，体现出肠道不同部位免疫微环境的异质性，肠癌进展对于免疫微环境的重塑作用，也提示免疫治疗个体化的重要意义。在接受新辅助放化疗的患者，CD8低表达组，PD-L1 的表达与无疾病存活呈现显著负相关。 因此，放化疗后组织浸润CD8细胞比率可能成为潜在的标志物，所以可将患者分为未来免疫治疗组(CD8高表达)或单纯手术组(CD8低表达)。

研究团队认为，新辅助放化疗通过引起肿瘤细胞突变及新抗原的增多，从而激活了体内的肿瘤特异性免疫，使新辅助放化疗患者成为CPI治疗的候选人群。而且后期将进一步通过研究肿瘤突变负荷，以及联合CD8的表达，达到筛选出对放疗和免疫治疗响应的患者。