抗PD-L1抗体通过抗体依赖性细胞介导的细胞毒性作用清除PD-L1highCD11b+细胞增强肝细胞癌冷冻消融的疗效

Anti-PD-L1 antibody enhances curative effect of cryoablation via antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity mediating PD-L1highCD11b+ cells elimination in hepatocellular carcinoma

作者信息Jizhou Tan, Ting Liu, Wenzhe Fan, Jialiang Wei, Bowen Zhu, Yafang Liu, Lingwei Liu, Xiaokai Zhang, Songling Chen, Haibiao Lin, Yuanqing Zhang, Jiaping Li
PMID36873191
发布时间2023-02
DOI10.1016/j.apsb.2022.08.006

实验完整度

包含患者样本分析、小鼠模型体内实验、流式细胞术、RNA-seq、ELISPOT等,并涉及功能验证(anti-CXCL9、anti-CD16)和机制验证。

主要模型

H22小鼠肝癌细胞系 BALB/c小鼠皮下移植瘤模型 HCC患者肿瘤样本 HCC患者PBMC

重点核对

细胞系:小鼠HCC细胞系H22 动物模型:BALB/c小鼠皮下接种1×10^6 H22细胞 消融方式:冷冻消融(两次冷冻循环,每次30-60秒)或微波消融(功率10W,温度60°C,时间30-60秒) 抗体处理:抗PD-L1抗体(10 mg/kg,每3天腹腔注射) ADCC阻断:抗CD16抗体(10 mg/kg,每3天腹腔注射)

摘要

冷冻消融(CRA)和微波消融(MWA)是肝细胞癌(HCC)的两种主要局部治疗方法。然而,哪一种更具治愈性且更适合与免疫治疗联合仍存在争议。在此,CRA诱导了更高的肿瘤PD-L1表达和更多的T细胞浸润,但PD-L1highCD11b+髓系细胞浸润少于MWA。此外,在鼠模型中,CRA联合抗PD-L1治疗的疗效优于MWA。机制上,抗PD-L1抗体通过增强CRA治疗后cDC1细胞分泌CXCL9促进CD8+ T细胞浸润。另一方面,抗PD-L1抗体在CRA治疗后通过抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC)效应促进NK细胞浸润以清除PD-L1highCD11b+髓系细胞。两个方面均缓解了CRA治疗后的免疫抑制微环境。值得注意的是,野生型PD-L1抗体Avelumab(Bavencio)相较于突变型PD-L1抗体atezolizumab(Tecentriq)更能诱导ADCC效应以靶向PD-L1highCD11b+髓系细胞。总之,我们的研究揭示了CRA在联合抗PD-L1抗体时通过增强CTL/NK细胞免疫应答而优于MWA的新见解,为HCC临床治疗中联合CRA和PD-L1阻断提供了强有力的理论依据。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
CRA和MWA在HCC治疗中哪种更适合与抗PD-L1抗体联合应用,及其机制是什么?
核心机制
抗PD-L1抗体通过增强cDC1细胞分泌CXCL9促进CD8+ T细胞浸润,并通过ADCC效应促进NK细胞清除PD-L1highCD11b+髓系细胞,从而改善免疫抑制微环境。
主要证据
小鼠模型中CRA联合抗PD-L1较MWA联合疗效更好,表现为肿瘤体积减小和生存期延长;RNA-seq显示T细胞激活和Fc受体通路富集;anti-CXCL9和anti-CD16阻断实验证实了CXCL9和ADCC的关键作用。
研究意义
本研究为CRA联合PD-L1阻断治疗HCC提供了理论依据,并强调野生型PD-L1抗体(如avelumab)可能比突变型(如atezolizumab)更有效。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

临床样本分析

比较CRA和MWA治疗后HCC患者肿瘤组织中PD-L1表达和免疫细胞浸润的差异

收集CRA、MWA治疗和未治疗的HCC患者肿瘤活检样本,通过免疫荧光染色检测PD-L1和CD11b表达。

2

小鼠模型建立与消融治疗

在体内验证CRA和MWA联合抗PD-L1的疗效差异

BALB/c小鼠皮下接种H22细胞,12天后行CRA或MWA部分消融,并给予抗PD-L1抗体,观察肿瘤体积、生存期和免疫细胞变化。

3

抗PD-L1联合消融的机制探索

阐明抗PD-L1增强CRA疗效的免疫机制

通过流式细胞术分析肿瘤浸润免疫细胞(CD8+ T细胞、NK细胞、髓系细胞),RNA-seq分析转录组,并用阻断抗体(anti-CXCL9、anti-CD16)验证关键分子。

4

体外ADCC实验

比较野生型(avelumab)和突变型(atezolizumab)PD-L1抗体诱导NK细胞ADCC效应的能力

从小鼠肿瘤和脾脏分选NK细胞和靶细胞(CD11b+髓系细胞、肿瘤细胞、cDC1细胞),与不同抗体共培养,检测NK细胞效应分子(Granzyme B、IFN-γ)。

5

人源样本验证

验证avelumab对人HCC肿瘤浸润髓系细胞的ADCC效应

从3例HCC患者手术样本和PBMC中分选CD33+髓系细胞、CD45-肿瘤细胞和CD56+ NK细胞,进行ELISPOT检测IFN-γ分泌。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基GibcoA4192101
胎牛血清Gibco10100147C
InVivoPlus抗小鼠PD-L1 (CD279)单克隆抗体BioXcellBP0101
阿替利珠单抗AbMoleM6101
德瓦鲁单抗AstraZenecaL01XC28
阿维鲁单抗AbMoleM3813
抗小鼠CD16抗体BioXcellBE0307
抗小鼠CXCL9抗体BioXcellBE0309
Zombie NIR可固定活力检测试剂盒Biolegend423105
PE/Cyanine7抗小鼠CD45抗体Biolegend157613
Pacific Blue抗小鼠CD3抗体Biolegend100213
Alexa Fluor® 488抗小鼠CD11b抗体ThermoFisher53-0112-82
PerCP/Cy5.5抗小鼠Gr-1抗体ElabscienceE-AB-F1120J-50T
APC抗小鼠F4/80抗体Biolegend123116
APC抗小鼠CD11c抗体Biolegend117309
PE抗小鼠PD-L1抗体ElabscienceE-AB-F1132D-200T
PerCP/Cyanine5.5抗小鼠CD3抗体Biolegend100218
PE抗小鼠CD8a抗体Biolegend100708
APC抗小鼠CD39抗体Biolegend143809
FITC抗小鼠CD49b抗体Biolegend103503
BD Cytofix/Cytoperm固定/破膜试剂盒BD554714
Pacific Blue抗小鼠IFN-γ抗体Biolegend505818
APC抗小鼠颗粒酶B抗体Biolegend372203
FITC抗小鼠CD16抗体Biolegend101305
总RNA纯化试剂盒NORGEN BiotekNGB-17200
cDNA合成试剂盒Roche11117831001
红细胞裂解液SigmaR7757
死细胞去除试剂盒Miltenyi130-090-101
EasySep™小鼠CD49b阳性分选试剂盒Stemcell18755
EasySep™小鼠CD11b阳性分选试剂盒Stemcell18970
EasySep™小鼠CD11c阳性分选试剂盒IIStemcell18780
EasySep™小鼠CD45阳性分选试剂盒Stemcell18945
EasySep™人CD33阳性分选试剂盒Stemcell17876
EasySep™人CD45去除试剂盒IIStemcell18259
EasySep™人CD56阳性分选试剂盒IIStemcell17855
人IFN-γ ELISpot检测试剂盒DakeweiDKW22-1000-096s
同型IgG1对照MCEHY-P9900
Alexa Fluor®594兔抗小鼠CD8α抗体Abcamab277939
山羊抗小鼠IFN-γ抗体R&DAF-485-NA
Alexa Fluor® 488驴抗山羊IgG H&L抗体Abcamab150129
兔抗小鼠FITC-CXCL9抗体CUSABIOP18340
兔抗小鼠CD11b抗体Abcamab184308
Alexa Fluor® 594偶联驴抗兔IgG H&L抗体Abcamab150076
Alexa Fluor® 647驴抗兔IgG H&L抗体Abcamab150075
大鼠抗小鼠CCL2抗体Abcamab8101
Alexa Fluor® 488驴抗大鼠IgG H&L抗体Abcamab150153
绵羊抗小鼠CD49b抗体R&DAF1740-SP
Alexa Fluor 488兔抗绵羊IgG H&L抗体AbceptaASP1212
Tunel检测试剂盒(BrdU-Red)Abcamab66110
DAPIThermo FisherD1306
激光扫描共聚焦显微镜(ZEISS LSM 800)ZEISS--
Golgi-stopBD554724
ZENON Alexa Fluor 488小鼠IgG1标记试剂盒ThermoFisherZ25002
突变型抗PD-L1-mIgG1e3抗体InvivoGenhpdl1-mab15
小鼠IgG1同型对照R&DMAB002
人IgG1 (N298A)同型对照InvivoGenbgal-mab12

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
患者样本分析
样本来源、治疗方式(CRA/MWA/未治疗)、取样时间(消融后14天)、检测指标(PD-L1+肿瘤细胞和PD-L1+CD11b+细胞数量)
阅读提示:Methods 2.1 Patient samples, 图1A-B
小鼠模型建立与消融治疗
小鼠品系(BALB/c)、细胞系(H22)、接种细胞数(1×10^6)、消融方式(CRA或MWA参数)、治疗时间(接种后12天)、抗体剂量和给药方式(10 mg/kg腹腔注射每3天)
阅读提示:Methods 2.3 Mouse models and treatment, 图1C-E
抗PD-L1联合消融的疗效评估
抗体类型(抗小鼠PD-L1)、剂量(10 mg/kg)、给药频率(每3天)、观察时间(14天)、肿瘤体积测量方法
阅读提示:Methods 2.3, 图2
免疫细胞分析
流式细胞术抗体panel、细胞门控策略、样本处理(肿瘤、脾脏、PBMC)
阅读提示:Methods 2.4 Flow cytometric analysis, 图3, 图4, 图5
机制验证(CXCL9和ADCC)
anti-CXCL9和anti-CD16抗体剂量(10 mg/kg)、给药频率(每3天)、阻断效果
阅读提示:Methods 2.3, 图3L-M, 图5D
体外ADCC实验
效应细胞(NK细胞)和靶细胞(CD11b+髓系细胞、肿瘤细胞等)的分选方法、E:T比例(2:1)、共培养时间(24小时)、检测指标(Granzyme B, IFN-γ)
阅读提示:Methods 2.6, 图6, 图7
人源样本验证
患者数量(3例)、样本类型(肿瘤组织、PBMC)、细胞分选(CD33+髓系细胞、CD45-肿瘤细胞、CD56+ NK细胞)、ELISPOT检测条件
阅读提示:Methods 2.7, 图8