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免疫治療是一種激活體內(nèi)免疫系統(tǒng)的腫瘤治療方法，在當(dāng)前腫瘤治療領(lǐng)域起著非常重要的作用。其通過多種手段作用于腫瘤微環(huán)境中的各種組分，如靶向CTLA4、PD-1的免疫檢查點(diǎn)抑制劑[1]，或者改造相關(guān)免疫細(xì)胞增強(qiáng)其殺傷能力的細(xì)胞免疫療法，包括CAR-T,CAT-NK以及CAR-macrophage等[2]，或者來自于腫瘤細(xì)胞的新生抗原或相關(guān)抗原的腫瘤疫苗[3]以及通過調(diào)控免疫應(yīng)答的細(xì)胞因子療法[4]等。在腫瘤的免疫治療領(lǐng)域，深入探索腫瘤微環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化對于了解免疫治療藥物的作用機(jī)制以及耐藥機(jī)制，尋找新的預(yù)測性或預(yù)后生物標(biāo)記物，探索新的藥物靶點(diǎn)等有著重大的意義。
PART 01
腫瘤微環(huán)境
腫瘤微環(huán)境（TME）是一種非常復(fù)雜且動(dòng)態(tài)變化的生態(tài)系統(tǒng)，除了腫瘤細(xì)胞外，其中還包含著豐富多樣的免疫細(xì)胞、癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞 (CAF)、內(nèi)皮細(xì)胞 (EC)、周細(xì)胞以及因組織而異的其他細(xì)胞類型。不同細(xì)胞通過不同的作用機(jī)制發(fā)揮相應(yīng)的作用。根據(jù)各種細(xì)胞腫瘤微環(huán)境中的主要功能可將這些細(xì)胞分為腫瘤細(xì)胞、免疫細(xì)胞和支持細(xì)胞三大類。這些細(xì)胞之間相互作用，形成了功能復(fù)雜的腫瘤微環(huán)境[5]。
圖1 腫瘤微環(huán)境中的組分與狀態(tài)
如圖1所示，在腫瘤微環(huán)境中存在多種免疫浸潤細(xì)胞，主要分為T細(xì)胞、B細(xì)胞、NK細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等。腫瘤免疫治療主要就是通過增強(qiáng)相關(guān)免疫細(xì)胞的功能，解除免疫微環(huán)境內(nèi)的免疫檢查點(diǎn)抑制路徑或消減腫瘤抑制免疫細(xì)胞數(shù)量等多種方式達(dá)到治療腫瘤的效果[6]。
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CD8+ T細(xì)胞是抗腫瘤免疫應(yīng)答的核心，是在抗腫瘤過程中發(fā)揮強(qiáng)大作用的效應(yīng)細(xì)胞，通常在活化后分化為細(xì)胞毒性T細(xì)胞（CTL），能夠特異性地殺傷靶細(xì)胞。通常腫瘤內(nèi)的CD8+T細(xì)胞具有功能耗盡或免疫抑制的特點(diǎn)，免疫檢查點(diǎn)抑制劑旨在通過解除這種抑制從而發(fā)揮作用；
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調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）主要以FoxP3為主要標(biāo)志物，在腫瘤微環(huán)境中會減弱T細(xì)胞的活性，促進(jìn)腫瘤微環(huán)境的免疫抑制，起到一個(gè)剎車的效果；
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巨噬細(xì)胞以CD68為主要標(biāo)記物，主要分為兩種，即M1型巨噬細(xì)胞和M2型巨噬細(xì)胞。M1型巨噬細(xì)胞發(fā)揮促炎和抗瘤作用，但TME中的腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（TAM）為M2型，通過分泌IL-10、VEGF、精氨酸酶、金屬基質(zhì)蛋白酶等促進(jìn)血管生成和腫瘤侵襲；
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NK細(xì)胞的主要標(biāo)記物是CD56，會釋放顆粒酶和穿孔素殺傷靶細(xì)胞，但在TME中富集的TGF-β會抑制其殺傷活性；
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B細(xì)胞的主要標(biāo)記物為CD20，是體液免疫的關(guān)鍵介質(zhì)，可以駐留在腫瘤內(nèi)三級淋巴結(jié)構(gòu) (TLS) 中，通過抗原呈遞促進(jìn)T細(xì)胞激活；
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腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞（CAFs）主要分布于血管周圍或腫瘤外周纖維間質(zhì)內(nèi)，分泌細(xì)胞因子、ECM成分及相關(guān)酶分子，是TGF-beta的主要來源，能夠抑制腫瘤中的大多數(shù)免疫細(xì)胞，促進(jìn)腫瘤的增值和轉(zhuǎn)移。
PART 02
mIHC技術(shù)與腫瘤免疫微環(huán)境
鑒于腫瘤微環(huán)境中腫瘤細(xì)胞、免疫細(xì)胞、支持細(xì)胞間復(fù)雜的相互作用，在免疫治療相關(guān)藥物的開發(fā)中搞清楚腫瘤微環(huán)境的狀況和變化趨勢，對于理解藥物的作用機(jī)理，尋找潛在的預(yù)測性指標(biāo)，開發(fā)新的藥物靶點(diǎn)等各方面非常重要。mIHC技術(shù)可以在一張組織切片上同時(shí)檢測多種標(biāo)記物，進(jìn)而通過圖像分析軟件獲得各種標(biāo)記物的數(shù)量、組合、空間分布等信息，直觀高效地對腫瘤微環(huán)境進(jìn)行觀察和分析，這些是其他技術(shù)手段不具備的直觀信息，對于腫瘤微環(huán)境的研究起著不可替代的重要作用。
優(yōu)勢1 ：mIHC技術(shù)與金標(biāo)準(zhǔn)方法的一致性高
隨著mIHC技術(shù)的發(fā)展，相關(guān)的技術(shù)手段也越來越成熟，與普通單標(biāo)免疫組化技術(shù)的一致性較高，在不同機(jī)構(gòu)間的重復(fù)性也較好，這些都使得其結(jié)果的可信度大大提升，進(jìn)一步拓展了應(yīng)用的場景。
一項(xiàng)研究[3]顯示，通過常規(guī)IHC、單色I(xiàn)F和mIHC三種染色方法，對每種標(biāo)記表型為“陽性”的細(xì)胞百分比進(jìn)行定量比較。對于每個(gè)標(biāo)志物，每個(gè)樣本（n=5 個(gè) NSCLC 檔案樣本）獲取 10 個(gè) HPF，并對陽性細(xì)胞百分比進(jìn)行平均。結(jié)果顯示：DAB顯色常規(guī)IHC 、單色I(xiàn)F和mIHC相比，每個(gè)標(biāo)記物的陽性細(xì)胞百分比證明了所有三種染色方式的等效性。
圖2 mIHC技術(shù)與金標(biāo)準(zhǔn)方法的一致性
優(yōu)勢2 ： mIHC技術(shù)在不同機(jī)構(gòu)間的一致性高
在一項(xiàng)多機(jī)構(gòu)的多重免疫熒光重復(fù)性評估（MITRE）研究[3]中，6家研究機(jī)構(gòu)使用了mIHC技術(shù)方案，來驗(yàn)證基于腫瘤組織樣本中的PD-1/PD-L1表達(dá)結(jié)果的一致性。結(jié)果表明: 在IC密度、表達(dá)方面，室間一致性很高。
圖3 mIHC技術(shù)在不同機(jī)構(gòu)間的一致性
總之，mIHC技術(shù)作為新興的腫瘤免疫微環(huán)境研究的主要工具，能夠準(zhǔn)確，穩(wěn)定，直觀地反應(yīng)免疫微環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化，在腫瘤微環(huán)境的研究中發(fā)揮了越來越重要的作用，是腫瘤微環(huán)境研究不可或缺的利器。
PART 03
熙寧生物｜精翰生物mIHC平臺簡介
熙寧生物｜精翰生物組織病理實(shí)驗(yàn)室mIHC平臺配備了高標(biāo)準(zhǔn)的徠卡Bond Rx全自動(dòng)免疫組化染色機(jī)、Akoya PhenoImager全光譜成像系統(tǒng)以及Halo數(shù)字病理圖像分析平臺等重量級設(shè)備及分析系統(tǒng)，可提供自動(dòng)化、高質(zhì)量的mIHC研究全流程解決方案，從panel設(shè)計(jì)，panel驗(yàn)證，以及樣本檢測等提供全方位的支持，可為廣大藥企朋友提供高品質(zhì)的臨床前、臨床試驗(yàn)階段的組織樣本mIHC檢測。
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參考文獻(xiàn)：
[1] Alsaab, Hashem O et al. “PD-1 and PD-L1 Checkpoint Signaling Inhibition for Cancer Immunotherapy: Mechanism, Combinations, and Clinical Outcome.” Frontiers in pharmacology vol. 8 561. 23 Aug. 2017, doi:10.3389/fphar.2017.00561
[2] Pan, Kevin et al. “CAR race to cancer immunotherapy: from CAR T, CAR NK to CAR macrophage therapy.” Journal of experimental & clinical cancer research : CR vol. 41,1 119. 31 Mar. 2022, doi:10.1186/s13046-022-02327-z
[3] Giarelli, Ellen. “Cancer vaccines: a new frontier in prevention and treatment.” Oncology (Williston Park, N.Y.) vol. 21,11
[4] Zheng, Xiaohu et al. “The use of supercytokines, immunocytokines, engager cytokines, and other synthetic cytokines in immunotherapy.” Cellular & molecular immunology vol. 19,2 (2022): 192-209. doi:10.1038/s41423-021-00786-6
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[6] Pi?eiro Fernández, Julián et al. “Hepatic Tumor Microenvironments and Effects on NK Cell Phenotype and Function.” International journal of molecular sciences vol. 20,17 4131. 24 Aug. 2019, doi:10.3390/ijms20174131
[7] Taube, Janis M et al. “Multi-institutional TSA-amplified Multiplexed Immunofluorescence Reproducibility Evaluation (MITRE) Study.” Journal for immunotherapy of cancer vol. 9,7 (2021): e002197. doi:10.1136/jitc-2020-002197
