H3K27M靶向疫苗在成人弥漫性中线胶质瘤中的应用

A H3K27M-targeted vaccine in adults with diffuse midline glioma

作者信息Niklas Grassl, Isabel Poschke, Katharina Lindner, Lukas Bunse, Iris Mildenberger, Tamara Boschert, Kristine Jähne, Edward W Green, Ingrid Hülsmeyer, Simone Jünger, Tobias Kessler, Abigail K Suwala, Philipp Eisele, Michael O Breckwoldt, Peter Vajkoczy, Oliver M Grauer, Ulrich Herrlinger, Joerg-Christian Tonn, Monika Denk, Felix Sahm, Martin Bendszus, Andreas von Deimling, Frank Winkler, Wolfgang Wick, Michael Platten, Katharina Sahm
PMID37735561
期刊Nat Med
发布时间2023-10
DOI10.1038/s41591-023-02555-6

实验完整度

该研究为小样本(n=8)同情用药研究,包含临床免疫监测(ELISpot、流式细胞术)、影像学评估及组织学分析(PLA、免疫组化),但缺乏独立的功能验证或机制验证实验。

主要模型

H3K27M+弥漫性中线胶质瘤患者(同情用药队列,n=8) 患者外周血单核细胞 患者肿瘤组织(FFPE)

重点核对

H3K27M-vac剂量为300μg,皮下注射,在第0、2、4、6、10、14、18、22周进行,随后若病情稳定则每3个月一次,直至疾病进展 患者需患有经组织学确诊的H3K27M+弥漫性中线胶质瘤,并有明确疾病进展,年龄≥18岁,KPS≥70,且未同时使用>4mg/d的地塞米松 免疫反应通过IFN-γ ELISpot检测,以突变肽(H3-mut)与野生型肽(H3-wt)刺激PBMCs后的斑点形成单位差异来定义,并使用MOG肽和vehicle作为阴性对照 影像学评估使用iRANO标准,每3个月进行一次MRI检查,肿瘤大小通过T1加权对比增强MRI上最大正交直径的乘积确定 在存在可用组织的情况下,通过PLA检测H3K27M新表位与HLA-DR的共定位,并通过免疫组化评估HLA-DR表达

摘要

组蛋白H3中第27位赖氨酸被甲硫氨酸取代(H3K27M)定义了一种侵袭性的弥漫性胶质瘤亚型。既往研究表明,H3K27M特异性长肽疫苗(H3K27M-vac)在主要组织相容性复合体人源化小鼠中诱导突变特异性免疫反应,从而控制H3K27M+肿瘤。在此,我们描述了基于同情使用原则,对八名患有进行性H3K27M+弥漫性中线胶质瘤的成年患者首次进行人用H3K27M-vac治疗的情况。其中五名患者根据医生判断接受了H3K27M-vac联合抗PD-1治疗。重复接种H3K27M-vac是安全的,并在八名患者中的五名中诱导了以CD4+ T细胞为主、突变特异性的免疫反应,涉及多种人类白细胞抗原类型。疫苗接种后的中位无进展生存期为6.2个月,中位总生存期为12.8个月。一名在H3K27M-vac治疗后产生强烈突变特异性T细胞反应的患者表现出假性进展,随后持续完全缓解超过31个月。我们的数据证明了H3K27M-vac在进行性H3K27M+弥漫性中线胶质瘤患者中的安全性和免疫原性。

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
在成人进行性H3K27M+弥漫性中线胶质瘤患者中,首次人体使用H3K27M-vac是否安全并能诱导突变特异性免疫反应,以及这些反应是否与临床疗效相关。
核心机制
H3K27M-vac诱导以CD4+ T细胞为主的突变特异性外周免疫反应,且不诱导CD25+FoxP3+调节性T细胞;H3K27M新表位在肿瘤细胞和抗原提呈细胞上与HLA-DR共定位,提示MHC II类分子限制性的抗原提呈和T细胞再刺激。
主要证据
在8名患者中的5名(62.5%)检测到H3K27M-vac诱导的外周IFN-γ ELISpot反应;在HLA II类阻断抗体存在下反应被抑制,但HLA I类阻断抗体无此作用;流式细胞术证实H3K27M特异性CD4+ T细胞应答;PLA显示H3K27M新表位与HLA-DR共定位;一名患者出现假性进展后持续完全缓解>31个月。
研究意义
这项首次人体研究表明H3K27M-vac是安全的且具有免疫原性,为针对H3K27M+弥漫性中线胶质瘤的CD4+ T细胞介导的免疫治疗提供了概念验证,并支持在新诊断患者中结合标准治疗进一步评估。

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

患者选择和基线特征评估

确定符合同情用药条件的进行性H3K27M+弥漫性中线胶质瘤成人患者,并记录基线临床和影像学特征。

筛选八名成人患者,均为经组织学确诊的进行性H3K27M+ DMG,且不符合正在进行的临床试验入组条件。记录了性别、年龄、KPI、肿瘤位置、切除程度、既往治疗、肿瘤大小及伴随用药等基线信息。

2

H3K27M-vac疫苗接种与联合治疗

对符合条件的患者进行H3K27M-vac治疗,并根据医生判断允许联合抗PD-1治疗,以评估治疗的安全性和可行性。

对八名患者进行皮下注射300μg H3K27M-vac,计划在第0、2、4、6、10、14、18、22周接种,之后在无进展情况下每3个月一次直至PD。五名患者根据医生判断接受了抗PD-1联合治疗。治疗期间监测不良事件。

3

外周血免疫反应监测

检测H3K27M-vac是否诱导突变特异性T细胞反应,并描述其动力学和特征。

在治疗前及治疗期间定期采集外周血,分离PBMCs,通过IFN-γ ELISpot检测H3-mut与H3-wt肽刺激后的反应。对部分样本进行流式细胞术分析细胞内细胞因子(IFN-γ, TNF-α),并通过MHC I/II阻断抗体实验验证CD4+ T细胞介导的反应。后续还进行了T细胞扩增和TCRβ深度测序。

4

临床疗效评估

通过影像学评估H3K27M-vac治疗是否与肿瘤反应或疾病稳定相关,并计算生存期指标。

每12±2周进行标准化MRI检查,采用iRANO标准评估肿瘤反应,包括假性进展的判定。通过测量T1加权对比增强MRI上最大正交直径的乘积来量化肿瘤大小。计算PFS和OS。

5

肿瘤组织原位分析

探究H3K27M新表位是否在肿瘤微环境中被递呈,并与HLA-DR共定位。

对七名有FFPE肿瘤组织的患者进行PLA,使用H3K27M和HLA-DR抗体检测共定位,并用GFAP和IBA1共染以区分肿瘤细胞和抗原提呈细胞。通过免疫组化量化HLA-DR表达水平。

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
H3K27M 27肽 (p14-40, KAPRKQLATKAARMSAPSTGGVKKPHR)----
Montanide (ISA50)----
咪喹莫特 (5%, Aldara)Aldara--
opsite flexifixSmith&Nephew7478029
Leucosep管Greiner Bio-One--
Biocoll分离液Biochrom--
抗人IFN-γ抗体 (1-D1K)Mabtech3420-3-250
生物素化抗人IFN-γ抗体 (7-B6-1)Mabtech3420-6-250
链霉亲和素-碱性磷酸酶Mabtech3310-10-1000
ALP显色缓冲液Bio-Rad170-6432
ImmunoSpot分析仪ImmunoSpot/CTL Europe--
葡萄球菌肠毒素BSigma-Aldrich--
MHC I阻断抗体 (W6-32)----
MHC II阻断抗体 (Tü39)----
可固定活力染料APC-R700Invitrogen564997
CD3-Fitc (克隆HIT3a)BD561802
CD4-BV605 (克隆SK3)BD565998
CD8-PerCP-Cy5.5 (克隆RPA-T8)Invitrogen45-0088-42
CD45RA-APC-H7 (克隆5H9)BD561212
CCR7-BV711 (克隆150503)BD566602
PD-1-PE (克隆EH12.1)BD560795
CD25-BV605 (克隆2A3)BD562660
HLA-DR-APC-H7 (克隆G46-6)BD561358
IFN-γ-BV421 (克隆4S.B3)BD564791
TNF-α-APC (克隆Mab11)BioLegend502912
FoxP3-PE (克隆259/C7)BD560046
Cytofix/Cytoperm试剂BD Biosciences--
GolgiPlug (布雷菲德菌素A)BD555029
PMA/离子霉素----
X-Vivo20培养基LonzaBE04-380Q
BD FACS Lyric流式细胞仪BD--
FlowJo分析软件v.10.8.1----
抗人GFAP抗体(小鼠单克隆)Cell Signaling Technology3670
抗人IBA1抗体(兔多克隆)Wako019-19741
驴抗小鼠Alexa Fluor 488Molecular Probes, InvitrogenA-21202
驴抗兔Alexa Fluor 488Molecular Probes, InvitrogenA-21206
QIAamp DNA血液迷你试剂盒QIAGEN--
BenchMark Ultra免疫组化染色仪Ventana Medical Systems--
MHC II抗体 (克隆CR3/43)DAKO, Agilent--
UltraView通用DAB检测试剂盒Ventana Medical Systems--
Aperio AT2扫描仪Aperio Technologies--
QuPath (v.0.2.3)软件----
白细胞介素-2Novartis--
白细胞介素-7Miltenyi130-095-367
白细胞介素-15Miltenyi130-095-760
AB型血清SigmaH4522
DNeasy血液和组织试剂盒QIAGEN69504
hsTCRB试剂盒V4bAdaptive Biotechnologies--
Illumina MiSeq测序仪Illumina--

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
患者选择
患者必须患有经组织学确诊的H3K27M+ DMG,并有明确的疾病进展(RANO标准);排除年龄<18岁、KPS<70、使用>4mg/d地塞米松的患者。
阅读提示:Methods部分:Patient selection and treatment schedule
疫苗制备与给药
H3K27M-vac由300μg H3K27M 27肽(p14-40)与Montanide (ISA50)乳化制成;皮下注射,在第0、2、4、6、10、14、18、22周进行,之后每3个月一次;注射后使用5%咪喹莫特。
阅读提示:Methods部分:H3K27M-vac treatment
免疫反应监测
使用IFN-γ ELISpot检测外周血PBMCs对H3-mut和H3-wt肽的反应;阳性定义为H3-mut刺激的斑点形成单位显著高于H3-wt(FDR 5%);关键条件包括肽浓度(20μg/ml)和细胞数(3或4×10^5/孔)。
阅读提示:Methods部分:IFN-γ ELISpot assays of PBMCs
影像学评估
使用标准化的MRI(每12±2周)并应用iRANO标准评估肿瘤反应,包括假性进展的判定;肿瘤大小通过T1加权对比增强MRI上最大正交直径的乘积确定。
阅读提示:Methods部分:Disease assessment
肿瘤组织原位分析
PLA检测H3K27M与HLA-DR共定位,并使用GFAP和IBA1共染;免疫组化评估HLA-DR表达(MHC II,克隆CR3/43,1:100);需要合适的H3野生型组织作为阴性对照。
阅读提示:Methods部分:Proximity ligation assay 和 MHC II immunohistochemistry