先前比较原发肺癌和及其脑转移瘤的研究表明，主要驱动突变基因的一致性很好，但包括MYC和CDKN2A/B在内的关键基因拷贝数却发生了不同的变化。基因表达分析显示，肺癌脑转移中T细胞浸润减少，巨噬细胞浸润增加。这项研究检测了原发肺癌和肺癌脑转移的免疫图谱，以评估肿瘤累及器官和EGFR突变状态对肿瘤免疫微环境的影响，并发掘潜在的免疫治疗靶点。
高达30％的晚期非小细胞肺癌（NSCLC）患者发生脑转移。尽管大脑是肺癌最常见的转移部位之一，但几乎没有治疗选择。常规的铂类化学疗法由于血脑屏障通透性差而效率低。几种酪氨酸激酶抑制剂（TKIs）对中枢神经系统（CNS）转移有效，但仅限于可靶向致癌突变的患者使用。靶向PD-1轴的免疫检查点抑制剂（ICIs）在肺癌脑转移（LCBM）中显示出临床疗效，是重要的治疗选择。然而，原发性NSCLC和LCBM对PD-1治疗的反应不同。这些发现表明，肿瘤免疫微环境充当了对ICI疗法的颅内反应的关键调节器。肿瘤免疫微环境除肿瘤细胞外还包含多种成分，包括星形胶质细胞，免疫细胞，细胞因子，趋化因子和细胞外基质。在神经胶质瘤中，促肿瘤的巨噬细胞/小胶质细胞占浸润性免疫细胞的大部分，淋巴样细胞通常受多种机制抑制。在基于免疫组织化学的LCBM与配对原发性肺癌的研究中，脑中肿瘤浸润性白细胞（TIL）和PD-1阳性TIL的数量减少了。尽管如此，对LCBM的免疫状况仍知之甚少，对它们的免疫生物学的进一步了解将提高治疗效果并导致发现免疫疗法的新靶标。为了解决这个问题，我们通过比较原发性肺病变和LCBM的基因表达谱，评估了患有脑转移的晚期NSCLC患者的肿瘤免疫微环境。（一）患者特征
在从21位患者中获得的42份肿瘤样品中，有28份样品符合RNA质量标准，被纳入NanoStringpanel分析。分析包括来自同一患者的11对原发性肺癌病灶和LCBM病灶，以及另外两个未匹配的原发性肺癌和4个脑转移性肿瘤。其中诊断为腺癌11例，鳞状细胞癌2例，其他非小细胞肺癌4例。没有患者在接受脑转移手术之前接受糖皮质激素治疗。大约一半的患者具有EGFR突变或TP53突变。在NanoString研究队列的8名EGFR突变患者中，详细的突变谱为4个外显子19缺失（E19del），3个外显子21LR错义突变（LR）和1个外显子20错义突变（SI/VL）。没有一个病例为ALK易位。免疫细胞分析结果通过42个匹配原核NSCLC和LCBM样本的免疫组织化学验证。临床特点与Nanostring研究组相似。（二）脑与肺部病灶的免疫微环境
基于所有免疫相关基因表达水平的无监督分层聚类，来自肺和脑的肿瘤形成了单独的聚类（图1a）。在每个器官簇中，EGFR野生型和突变病例倾向于聚集在不同的亚组中，但通过组织学，TP53状况或个体患者未观察到明显的聚集模式（图1c）。腺癌病例的分组（n=18）显示，肿瘤根据受累器官和EGFR突变状态分为多种类别（图1b和d）。这些数据表明原发性肺癌和LCBM病变表现出不同的整体免疫相关基因表达谱，根据EGFR突变状态，每个器官内的表达谱也不同。（三）脑转移灶的免疫表型
为了评估肺和脑中的免疫反应，我们使用nSolver4.0进行了通路分析。LCBM的各种免疫相关途径得分均低于原发性肺癌。最大的差异在于免疫调节，T细胞功能和趋化因子相关途径的得分（图2a和b）。GSEA在原发性肺肿瘤和脑转移之间显示，原发性肺部病变富含与B细胞功能相关的基因（NES=1.78，P=0.，FDRq=0.），T细胞功能（NES=1.70，P=0.，FDR）q=0.），免疫调节（NES=1.60，P=0.，FDRq=0.）和趋化因子（NES=1.56，P=0.，FDRq=0.）。相比之下，LCBM组的TGF-β信号通路被上调（NES=1.52，P=0.，FDRq=0.），提示脑转移病灶中存在免疫抑制性微环境（图2c和d）。已经提出了基于六个基因的IFN-γ信号来预测对PD-1阻断的临床反应。与原发性肺肿瘤相比，LCBM中的IFN-γ信号得分较低（P=0.）（图2e）。总之，这些数据表明LCBM与抑制的肿瘤免疫微环境和降低的肿瘤免疫应答有关。（四）不同EGFR突变状态的免疫景观
由于EGFR突变和野生型病例倾向于形成单独的簇（图1a–d），因此我们评估了EGFR突变对免疫途径的影响。与原发性肺部病变相比，LCBM表现出抑制的免疫反应，而与EGFR突变状态无关（图3a和b）。在原发性肺癌组织中，根据EGFR突变状态，免疫途径得分无明显差异（图3c）。然而，与EGFR野生型腺癌相比，在EGFR突变的LCBM病例中，多种与免疫相关的途径上调（图3d）。综上所述，EGFR突变可能在将脑转移性NSCLC（尤其是腺癌）的肿瘤微环境塑造为更具免疫学活性的表型中起作用。（五）原发肺癌病灶与脑转移病灶的差异表达基因
我们探讨了原发性肺癌和LCBM之间的DEG。LCBM中有18个基因显着上调，原发性肺癌中有36个基因上调（图4a）。在基于这些DEG的聚类分析中，携带突变的EGFR的脑转移倾向于聚类（图4b）。在DEG中，原发性肺肿瘤中T细胞（CD3E）和B细胞（CD79A）的标志物上调，而脑转移中M2巨噬细胞/小胶质细胞（CD）和NK细胞/神经谱系（NCAM1）的标志物上调。（六）免疫细胞概况：LCBM中较高的NK细胞密度和巨噬细胞的M2极化增强
使用CIBERSORT和NanoString方法评估了免疫细胞的组成，并通过免疫组化在扩展的队列中验证了结果。NCR1，iNOS和CD分别用作NK细胞，M1和M2巨噬细胞的标志物。与原发性肺癌相比，LCBM中大多数免疫细胞亚群的比例降低。但是，大脑中M2巨噬细胞的比例较高（图5a，上部；图5b）。在LCBM中，总TIL中巨噬细胞和CD56dim-NK细胞的相对比例显着较高（图5a，较低）。在LCBM中，M1和M2巨噬细胞的比例以及NK细胞与总T细胞的比例也显着较高（图5a，下部；图5c，d，e）。这些发现表明，LCBM肿瘤通常免疫细胞浸润减少，但NK细胞和M2极化的肿瘤相关巨噬细胞（TAM）的比例增加。我们发现原发性非小细胞肺癌及其脑转移瘤之间的肿瘤免疫微环境中器官特异性和EGFR依赖性差异。就免疫相关途径和免疫细胞浸润的组成而言，脑转移瘤表现出免疫抑制表型。但是，LCBM具有独特的免疫细胞成分和基因表达，可能具有免疫治疗意义。在治疗患有EGFR突变的患有脑转移的肺癌患者时，应考虑根据EGFR突变状态在LCBM免疫反应方面的差异。谈一谈优点：1）从EGFR突变状态而言，这是首次研究匹配原发性肺癌病灶和脑转移病灶的免疫景观。
2）本研究通过免疫组织化学验证了NK细胞和M2巨噬细胞在脑转移病灶中所占比例的增加，并探索了通过与LCBM中的HLA-G通路相互作用来瞄准NK细胞的潜在治疗策略。
说一说不足：
1）该研究样本量较少，使得研究结果的解读有所受限。
2）本研究未揭示Nanostring队列中17名患者中的9例的致癌突变，限制了对具有基因突变的患者的免疫微环境的评估，包括EGFR、KRAS或ALK以外的基因。
SeungGeunSong,SehuiKim,JaemoonKohetal.Comparativeanalysisofthetumorimmune?microenvironmentofprimaryandbrainmetastasesofnon?small?celllungcancerrevealsorgan?specificandEGFRmutation?dependentuniqueimmunelandscape.CancerImmunolImmunother.Jan9.doi:10./s--40-0.
“山海的浩瀚，宇宙的浪漫，都在我内心翻腾，在推着我前进”。
——陈粒《绝对占有，相对自由》?爱我就大声说出来?
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