متعدد الفلورة التحليل والقياس الكمي ل Intratumoral PD-1+ CD8 تيم-3+ + تي الخلايا
Summary
دراسة ورم المكروية يمكن تحديد المؤشرات الحيوية تشخيصية أو التنبؤي للاستجابة السريرية للعلاج المناعي. قدم هنا، هو طريقة مبتكرة تستند إلى في الموقع الأسفار المتعددة الأطياف التصوير لتحليل وحساب تلقائياً مختلف الفئات السكانية الفرعية من CD8+ تي الخلايا. هذا الأسلوب استنساخه وموثوق به مناسبة لتحليلات فوج كبير.
Abstract
الخلايا المناعية هي مكونات هامة لورم المكروية والتأثير على نمو الورم وتطور في جميع مراحل التسرطن. جدير بالذكر أن الآن ثبت أن التغلغل محصنة في الأورام البشرية يمكن أن ترتبط بالتشخيص والاستجابة للعلاج. تحليل ارتشاح محصنة في ورم المكروية أصبح تحديا رئيسيا لتصنيف المرضى والاستجابة للعلاج.
التعبير المشترك عن المستقبلات المثبطة مثل برنامج موت الخلية البروتين 1 (PD1؛ ويعرف أيضا باسم CD279) والسامة للخلايا اللمفاويات T المرتبطة البروتين 4 (كتلاً-4)، تي خلية الغلوبولين المناعي والميوسين التي تحتوي على البروتين-3 (تيم-3؛ ويعرف أيضا باسم CD366) واللمفاويات تنشيط الجين 3 (تأخر-3؛ المعروف أيضا CD223)، سمة مميزة لاستنفاد الخلايا T. لقد طورنا الفلورة مولتيباراميتريك في الموقع تلطيخ لتحديد وقياس على المستوى الخلوي التعبير المشترك عن هذه المستقبلات المثبطة. في سلسلة أثر رجعي من الأنسجة المجمدة من سرطانات الخلايا الكلوية (مجلس قيادة الثورة)، استخدام تكنولوجيا تصوير المتعدد الأطياف fluorescence مقترنة ببرنامج تحليل صورة، وأنه تم العثور على هذا التعبير المشارك PD-1 و 3-تيم على الورم تسلل CD8+ تي الخلايا يرتبط بسوء تشخيص في مجلس قيادة الثورة. لدينا المعرفة، ويمثل هذا الدراسة الأولى مما يدل على أن هذه الآلية التكنولوجيا المتعددة في الموقع قد يكون لها بعض الأهمية السريرية.
Introduction
في السنوات القليلة الماضية، برز العلاج المناعي لعلاج العديد من أنواع السرطان، بما في ذلك مجلس قيادة الثورة واعدة جداً. خاصة، مثل العلاج المناعي استناداً إلى تثبيط نقاط التفتيش المثبطة PD-1 وتم الإبلاغ عن 4 كتلاً تكون فعالة سريرياً1،2،3،،من45، 6-الأجسام المضادة ضد كتلاً-4، PD-1، أو برنامج الموت [ليغند] 1 (PD-L1) التي أقرت بالفعل في العديد من أنواع السرطان وتؤدي إلى استجابات سريرية طويلة الأمد في أكثر من 20 في المائة من المرضى7. ومع ذلك، ليس جميع المرضى من المستجيبين وتكلفة العلاج مرتفعة، وهذه العلاجات مواد سامة، مما يؤدي إلى احتمال آثار جانبية خطيرة في المناعة الذاتية مثل. ذلك التحدي الحالي لتحديد علامات التنبؤية لهذه إيمونوثيرابيس الجديدة. أبلغ عن معدل الطفرات في الورم أو التعبير عن PD-L1 مستويات intratumoral CD8+ تسلل خلية T ترتبط باستجابة سريرية. ومع ذلك، هذه الرابطة لا تزال ضعيفة للغاية للتوصية باستخدام هذه المؤشرات الحيوية السريرية في الممارسة السريرية باستثناء اختبار رفيق PD-L1 قبل إدارة بيمبروليزوماب في الخلية غير الصغيرة الرئة مرضى السرطان (NSCLC)8 ،،من91011،12. وقد ثبت أن التعبير المشترك عن العديد من المستقبلات المثبطة مثل PD-1، تيم 3، 3 متخلفة، وكتلاً-4، الحث النمط الظاهري استنفاد الخلايا ومقاومة للعلاج13،،من1415. منذ الدم الطرفية لا يمثل ورم المكروية، أنها ذات الأهمية العالية لتحليل السمات المظهرية للخلايا في الموقع. خلايا تي المشترك أعرب PD-1 و 3-تيم معروفة لتكون خلايا البصر وظيفيا في عدة سياقات13،،من1617. في هذه الدراسة، وأثر تنبؤاتها للتعبير المشترك عن المستقبلات المثبطة اثنين PD-1 وتيم-3 في CD8+ تي تم تقييم الخلايا.
تم أداء أعلى حتى الآن دراسة التعبير المشترك عن عدة علامات على الورم التسلل إلى الخلايا الليمفاوية (تيلس) أساسا بتحليل التدفق الخلوي، مما يجعل من الضروري العمل على أورام جديدة وتحليل استعادي النافية لذلك. مع التقليدية في الموقع تلطيخ، يمكن أن يؤديها تلطيخ واحد فقط في كل مرة، وليس من الممكن وصف نوع الخلية التي شاركت تعرب العلامات. على سبيل المثال، أعرب PD-L1 بالعديد من أنواع الخلايا للأورام المكروية، مما يجعل من الصعب على تعريف بواسطة immunohistochemistry التقليدية تحليل الخلايا التي تعرب عن PD-L1 هي أكثر صلة بالدراسات الارتباطية. في هذا العمل، قمنا بتطوير أسلوب الفلورة مولتيباراميتريك مبتكرة في الموقع مع العد الكمبيوتر للربط بين التعبير المشارك PD-1 و 3-تيم بورم في التسلل إلى CD8+ خلايا تي مع النتائج السريرية في مجلس قيادة الثورة. هذا الأسلوب له العديد من المزايا، بما في ذلك إمكانية لتحليل على مستوى خلية واحدة وعلامات متعددة في نفس الوقت باستخدام كاميرا متعددة الأطياف التي يمكن القبض على فترات محدودة > 10 نانومتر من خلال الكريستال السائل مرشحات18. وعلاوة على ذلك، هذا الإجراء التلقائية التي تمكن إمكانية تكرار مشغل بين نتائج وتحليل مختصر مقارنة بالتقنيات اليدوية19. وأفادت عدة دراسات في مجال السرطان، مقنعة ستينينجس العديد من الجزيئات المناعية مثل PD-1 و PD-L1 و CD8 في سرطان خلايا ميركل، وسرطان الرئة والرأس والرقبة سرطان20،،من2122، 23-عدد الخلايا الآلي ممكن مع التدريب من جانب المستخدم (الخطوة phenotyping). ويقاس الأسفار في المقصورات خلية مختلفة (نويات والسيتوبلازم والغشاء).
هنا، مجموعات فرعية مختلفة من الورم–تسلل CD8+ تي الخلايا تعرب عن PD-1 و/أو أحصى تيم-3 في مجموعة كبيرة من مجلس قيادة الثورة والنتائج كان يرتبط بدرجات الخطورة السريرية والمعلمات البقاء على قيد الحياة. كما أنه من الممكن لتحليل الغشاء fluorescence كثافة في القرار الخلوية مع كثافة Fluorescence يعني (MFI) البيانات مثل في الخلوي. وبقدر ما نعلم، وهذا يمثل أول الإبلاغ تنبؤاتها نتائج الدراسة باستخدام هذه التقنية استناداً إلى عدد مرات التصوير المتعدد الأطياف.
Protocol
Representative Results
Discussion
التعديلات واستكشاف الأخطاء وإصلاحها:
نوعية الأنسجة معلمة هامة؛ أنه يمكن التحقق بسهولة من تلوين الهيماتوكسيلين وويوزين.
ميزة واحدة من هذه التقنية هو إمكانية ستينينجس متعدد، ولكن لتجنب امتداد فلوروفوري، يوصي باختيار الأطوال الموجية الانبعاثات مع د…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذا العمل المنح المقدمة من du المعهد الوطني للسرطان (الإنكا) (ET)، الدوري الفرنسي le مكافحة السرطان (ET)، جامعة السوربون باريس Cité (ET)، الوكالة الوطنية للمعلومات (سيليكتيمونكو) (ET)، والأورام المناعية لابيكس (ET)، كاربيم SIRIC (الفريق الاستشاري، وآخرون). ومولت مجموعة المناقشة الإلكترونية على زمالة من “مؤسسة قوس”. EV ومؤتمر نزع السلاح كانت تمولها زمالة أفب (البورصة بحوث). وتمول ChB زمالة من جامعة السوربون باريس Cité (contrat الدكتوراه). يشكر المؤلفون بريستول مايرز سكويب لتمويلها في هذا المشروع. يشكر المؤلفون قسم علم الأمراض في مستشفى الأوروبي جورج بومبيدو ونيكر (لورين كامبل وميشيل الودي وليجال جيزيل). يشكر المؤلفون في منهاج علم الأنسجة باركك، “مستشفى الأوروبي جورج بومبيدو” (شركة Lesaffre كورين).
Materials
| Vectra 3 Automated Quantitative Pathology Imaging | Perkin Elmer | CLS142338 | |
| inForm cell analysis 2.1. | Perkin Elmer | CLS135781 | |
| R software | https://www.r-project.org | ||
| Dakopen delimiting pen | Dako | S2002 | |
| Tris Buffer Salin TBS Tablets | Takara, Bio Inc. | TAKT9141Z | pH7.6 100 tablet |
| Tris Buffer Salin Tween 20 TBS(+Tween20) | Takara, Bio Inc. | TAKT9142Z | pH 7.6 100 tablets |
| Biotin blocking system | Dako | X0590 | Avidin 0.1% and Biotin 0.01% |
| normal donkey serum | Jackson Immunoresearch | 017-000-001 | 5% vol./vol. concentration |
| Fluoroshield with DAPI | Sigma-aldrich | F6057 | 1.5 µg/mL concentration |
| Knittel glass coverslip | Knittel Gläser, | 100039 | 24×60 mm 100 cover slips |
| Rabbit anti-CD8 Clone P17-V | novus | NBP1-79055 | use at 4µg/mL |
| Mouse anti-PD-1 Clone NAT | abcam | ab52587 | use at 2 µg/mL |
| Goat anti-Tim-3 | R&D | AF2365 | use at 3 µg/mL |
| Rabbit anti-PD-L1 Clone SP142 | Roche | 7309457001 | use at 1 µg/mL |
| Mouse AF647 labeled pan- Keratin Clone C11 | Cell Signalling | 4528 | use at 0.5 µg/mL |
| Goat anti-human gal9 | R&D | AF2045 | use at 0.3 µg/mL |
| Cyan 5 conjugated donkey anti-rabbit | Jackson Immunoresearch | 711-175-152 | use at 5 µg/mL |
| Biotinylated F(ab’2) donkey anti-mouse IgG | Jackson Immunoresearch | 715-066-150 | use at 3 µg/mL |
| Alexa Fluor488 conjugated donkey anti-goat IgG | abcam | ab150133 | use at 5 µg/mL |
| Cy3 labeled streptavidin | Amersham | PA43001 | use at 3 µg/mL |
| negative control mouse IgG1 | Dako | X0931 | use at 2 µg/mL |
| IgG from goat serum | Sigma-aldrich | I5256 | use at 3 µg/mL |
| IgG from rabbit serum | Sigma-aldrich | I5006 | use at 4µg/mL |
Referências
- Borghaei, H., et al. Nivolumab versus Docetaxel in Advanced Nonsquamous Non-Small-Cell Lung Cancer. N Engl J Med. 373 (17), 1627-1639 (2015).
- Granier, C., et al. Cancer immunotherapy: Rational and recent breakthroughs. Rev Med Interne. 37 (10), 694-700 (2016).
- Motzer, R. J., et al. Nivolumab for Metastatic Renal Cell Carcinoma: Results of a Randomized Phase II Trial. J Clin Oncol. 33 (13), 1430-1437 (2015).
- Robert, C., et al. Nivolumab in previously untreated melanoma without BRAF mutation. N Engl J Med. 372 (4), 320-330 (2015).
- Robert, C., et al. Ipilimumab plus dacarbazine for previously untreated metastatic melanoma. N Engl J Med. 364 (26), 2517-2526 (2011).
- Rosenberg, J. E., et al. Atezolizumab in patients with locally advanced and metastatic urothelial carcinoma who have progressed following treatment with platinum-based chemotherapy: a single-arm, multicentre, phase 2 trial. Lancet. 387 (10031), 1909-1920 (2016).
- Schadendorf, D., et al. Pooled Analysis of Long-Term Survival Data From Phase II and Phase III Trials of Ipilimumab in Unresectable or Metastatic Melanoma. J Clin Oncol. 33 (17), 1889-1894 (2015).
- Ribas, A., Hu-Lieskovan, S. What does PD-L1 positive or negative mean?. J Exp Med. 213 (13), 2835-2840 (2016).
- Rizvi, N. A., et al. Cancer immunology. Mutational landscape determines sensitivity to PD-1 blockade in non-small cell lung cancer. Science. 348 (6230), 124-128 (2015).
- Roussel, H., et al. Composite biomarkers defined by multiparametric immunofluorescence analysis identify ALK-positive adenocarcinoma as a potential target for immunotherapy. OncoImmunology. 6 (4), e1286437 (2017).
- Pages, F., Granier, C., Kirilovsky, A., Elsissy, C., Tartour, E. Biomarqueurs prédictifs de réponse aux traitements bloquant les voies de costimulation inhibitrices. Bull Cancer. 103, S151-S159 (2016).
- Tumeh, P. C., et al. PD-1 blockade induces responses by inhibiting adaptive immune resistance. Nature. 515 (7528), 568-571 (2014).
- Fourcade, J., et al. Upregulation of Tim-3 and PD-1 expression is associated with tumor antigen-specific CD8+ T cell dysfunction in melanoma patients. J Exp Med. 207 (10), 2175-2186 (2010).
- Koyama, S., et al. Adaptive resistance to therapeutic PD-1 blockade is associated with upregulation of alternative immune checkpoints. Nat Commun. 7, 10501 (2016).
- Wherry, E. J., Kurachi, M. Molecular and cellular insights into T cell exhaustion. Nat Rev Immunol. 15 (8), 486-499 (2015).
- Cai, C., et al. Tim-3 expression represents dysfunctional tumor infiltrating T cells in renal cell carcinoma. World J Urol. 34 (4), 561-567 (2016).
- Sakuishi, K., et al. Targeting Tim-3 and PD-1 pathways to reverse T cell exhaustion and restore anti-tumor immunity. J Exp Med. 207 (10), 2187-2194 (2010).
- Stack, E. C., Wang, C., Roman, K. A., Hoyt, C. C. Multiplexed immunohistochemistry, imaging, and quantitation: a review, with an assessment of Tyramide signal amplification, multispectral imaging and multiplex analysis. Methods. 70 (1), 46-58 (2014).
- Bethmann, D., Feng, Z., Fox, B. A. Immunoprofiling as a predictor of patient’s response to cancer therapy-promises and challenges. Curr Opin Immunol. 45, 60-72 (2017).
- Badoual, C., et al. PD-1-expressing tumor-infiltrating T cells are a favorable prognostic biomarker in HPV-associated head and neck cancer. Cancer Res. 73 (1), 128-138 (2013).
- Nizard, M., et al. Induction of resident memory T cells enhances the efficacy of cancer vaccine. Nat Commun. 8, 15221 (2017).
- Nghiem, P. T., et al. PD-1 Blockade with Pembrolizumab in Advanced Merkel-Cell Carcinoma. N Engl J Med. 374 (26), 2542-2552 (2016).
- Roussel, H., et al. Composite biomarkers defined by multiparametric immunofluorescence analysis identify ALK-positive adenocarcinoma as a potential target for immunotherapy. Oncoimmunology. (4), (2017).
- Woods, K., et al. Mismatch in epitope specificities between IFNgamma inflamed and uninflamed conditions leads to escape from T lymphocyte killing in melanoma. J Immunother Cancer. 4, 10 (2016).
- Granier, C., et al. Tim-3 Expression on Tumor-Infiltrating PD-1+CD8+ T Cells Correlates with Poor Clinical Outcome in Renal Cell Carcinoma. Cancer Res. 77 (5), 1075-1082 (2017).
- Feng, Z., et al. Multispectral Imaging of T and B Cells in Murine Spleen and Tumor. J Immunol. 196 (9), 3943-3950 (2016).
- Feng, Z., et al. Multispectral imaging of formalin-fixed tissue predicts ability to generate tumor-infiltrating lymphocytes from melanoma. J Immunother Cancer. 3, 47 (2015).
- Fridman, W. H., Pages, F., Sautes-Fridman, C., Galon, J. The immune contexture in human tumours: impact on clinical outcome. Nat Rev Cancer. 12 (4), 298-306 (2012).
- Nizard, M., Roussel, H., Tartour, E. Resident Memory T Cells as Surrogate Markers of the Efficacy of Cancer Vaccines. Clin Cancer Res. 22 (3), 530-532 (2016).
- Sandoval, F., et al. Mucosal imprinting of vaccine-induced CD8(+) T cells is crucial to inhibit the growth of mucosal tumors. Sci Transl Med. 5 (172), 172ra120 (2013).
- Carstens, J. L., et al. Spatial computation of intratumoral T cells correlates with survival of patients with pancreatic cancer. Nat Commun. 8, 15095 (2017).
