DOI: https://doi.org/10.1136/jitc-2025-013656
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41734998
تاريخ النشر: 2026-02-01
المؤلف: X. Wang وآخرون
الموضوع الرئيسي: علاج السرطان المناعي وعلامات البيولوجية
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في التفاعل بين العلاج الإشعاعي (RT) ومثبطات نقاط التفتيش المناعية (ICIs) في سرطانات القولون والمستقيم (CRCs)، مع التركيز بشكل خاص على الأورام التي تتمتع بإصلاح غير متطابق (pMMR) ومستقرة الميكروساتلايت (MSS)، والتي عادة ما تظهر استجابات ضعيفة لمثبطات نقاط التفتيش المناعية. تستخدم الدراسة تحليلات النسخ الجيني من قواعد بيانات السرطان المختلفة جنبًا إلى جنب مع تسلسل RNA أحادي الخلية لتوضيح المشهد المناعي في CRC. تكشف النتائج الرئيسية أن تعبير HAVCR2 (TIM-3) و LGALS9 (galectin-9) مرتفع بشكل ملحوظ في أورام MSS/pMMR. أظهر العلاج الإشعاعي أنه يعزز التعبير المشترك لبروتين موت الخلايا المبرمج 1 (PD-1) و TIM-3 على خلايا CD8+ T داخل الورم وخلايا القاتل الطبيعي (NK)، خاصة في نموذج الفأر CT26، مما يشير إلى آلية مقاومة تكيفية تعتمد على السياق.
أدى الجمع بين حجب TIM-3 مع RT وحجب PD-L1 إلى تأثيرات مضادة للورم كبيرة، بما في ذلك تحسين السيطرة على الورم الأولي والاستجابات المناعية الجهازية. تم تأكيد هذا التأثير في زراعات الأعضاء المستمدة من المرضى والتشخيصات السريرية، حيث ارتبط علاج RT بزيادة تسلل خلايا T وارتفاع إشارات TIM-3/PD-1. تدعو الدراسة إلى مزيد من الاستكشاف للعلاج الإشعاعي المدمج مع حجب مزدوج لـ TIM-3/PD-L1 في MSS/pMMR CRC، مما يبرز الإمكانية لاستراتيجيات علاجية محسنة في مجموعة مرضى لديها خيارات علاج مناعي محدودة.
مقدمة
تتناول مقدمة ورقة البحث التحديات الكبيرة في إدارة سرطان القولون والمستقيم (CRC)، وخاصة سرطان المستقيم المتقدم محليًا (LARC) وCRC النقيلي (mCRC). تشمل هذه التحديات القيود التشريحية، والسمية المرتبطة بالعلاج، وخطر التكرار والنقائل. تسلط الورقة الضوء على الفعالية المحدودة للعلاجات الحالية بسبب المقاومة وتباين المرضى، مما يبرز الحاجة الملحة لاستراتيجيات مبتكرة قائمة على الآلية. لقد حسنت مثبطات نقاط التفتيش المناعية (ICIs)، وخاصة تلك التي تستهدف CTLA-4 ومحور PD-1/PD-L1، النتائج في أنواع مختلفة من الأورام الصلبة، لكن فعاليتها في CRC محصورة إلى حد كبير في الأورام التي تعاني من نقص في إصلاح غير متطابق (dMMR) أو عدم استقرار الميكروساتلايت العالي (MSI-H). بالمقابل، تظهر الأورام التي تتمتع بإصلاح غير متطابق (pMMR) استجابة ضعيفة، مما يشير إلى حاجة سريرية ملحة غير ملباة.
يقترح المؤلفون أن مسار T cell immunoglobulin and mucin-domain containing-3 (TIM-3)، الذي يتم تنظيمه غالبًا في خلايا T المنشطة بشكل مزمن ويرتبط بالمقاومة المناعية، يمكن أن يكون هدفًا علاجيًا في CRC المقاوم للعلاج المناعي. يقترحون أن الجمع بين العلاج الإشعاعي (RT) وICIs قد يعزز فعالية العلاج من خلال إعادة تشكيل بيئة الورم، على الرغم من أن RT يمكن أن ينشط أيضًا مسارات مثبطة تعويضية قد تعيق المناعة المضادة للورم المستدامة. للتحقيق في هذه الديناميات، تدمج الدراسة بيانات النسخ الجيني وتستخدم نماذج الفئران، وأنظمة الأعضاء المستمدة من المرضى، والعينات السريرية لتحليل محور TIM-3/Gal-9 وتأثيرات إعادة تشكيل المناعة للعلاج الإشعاعي. تهدف الدراسة إلى توضيح المسارات المثبطة الأكثر صلة التي يجب استهدافها في pMMR CRC وتقييم الفوائد المحتملة لخطط العلاج متعددة نقاط التفتيش في الإعدادات السريرية.
طرق البحث
في هذه الدراسة، تم استخدام فئران C57BL/6J و BALB/c، التي تتراوح أعمارها بين 6-8 أسابيع، كمواضيع تجريبية. تم الحصول على هذه الفئران من مركز شنغهاي لتجارب الحيوانات وتم الحفاظ عليها في بيئة خالية من مسببات الأمراض المحددة في مستشفى سير رن رن شاو، كلية الطب، جامعة تشجيانغ. تعتبر هذه الظروف السكنية الخاضعة للرقابة ضرورية لتقليل المتغيرات الخارجية التي قد تؤثر على النتائج التجريبية.
النتائج
تسلط نتائج الدراسة الضوء على التعبير الكبير لمحور TIM-3/Gal-9 في سرطان القولون والمستقيم (CRC)، وخاصة في الأورام التي تتمتع بإصلاح غير متطابق (pMMR). أظهر التحليل النسخي لـ 530 عينة CRC من أطلس جينوم السرطان (TCGA) مستويات تعبير مرتفعة باستمرار لـ HAVCR2 (TIM-3) و LGALS9 (Gal-9) عبر أنواع الأورام المختلفة. أكدت مزيد من التحقق باستخدام مجموعات بيانات مستقلة (GSE13294 و GSE39582) أن هذه الجينات كانت معبرة بشكل أعلى في الأورام التي تعاني من عدم استقرار الميكروساتلايت العالي (MSI-H) والأورام التي تعاني من نقص في إصلاح غير متطابق (dMMR)، والتي تتميز بنمط ظاهري ملتهب مناعياً. ومن الجدير بالذكر أنه حتى في أورام MSS/pMMR، ظل تعبير TIM-3 و Gal-9 مرتفعًا مقارنةً بجزيئات نقاط التفتيش المناعية الأخرى.
كشف تسلسل RNA أحادي الخلية من أطلس سرطان القولون البشري أن TIM-3 كان معبرًا عنه بشكل رئيسي في تجمعات خلايا المناعة، بما في ذلك البلعميات، وخلايا T، وخلايا NK، والخلايا الشجرية، بينما كان Gal-9 موجودًا بشكل واسع في كل من الخلايا النخاعية والظهارية. بالمقابل، أظهرت جزيئات نقاط التفتيش الأخرى مثل PD-1 و PD-L1 أنماط تعبير أكثر تقييدًا. أشار تحليل تدفق الخلايا في نموذج فأر pMMR CRC (CT26) إلى زيادة في خلايا TIM-3+ و PD-1+ بين خلايا CD8+ T المتسللة إلى الورم وخلايا NK مع مرور الوقت، مما يشير إلى تنظيم متزايد لـ TIM-3 في هذه الخلايا. على الرغم من مستويات أعلى من الجرآنزيم B داخل الخلايا، أظهرت خلايا TIM-3+ CD8+ T و NK وظائف فعالة مخفضة، كما يتضح من انخفاض إنتاج IFN-γ و TNF-α، وكانت مرتبطة بنمط ظاهري فعال معاق. تؤكد هذه النتائج على محور TIM-3/Gal-9 كمسار مناعي تنظيمي حاسم في CRC، وخاصة في الأورام pMMR، ودوره في تعزيز حالات الخلايا اللمفاوية غير الوظيفية.
المناقشة
ت outlines قسم المناقشة في ورقة البحث المنهجيات والنتائج المتعلقة بالاستجابة المناعية لدى المرضى الذين يعانون من سرطان القولون والمستقيم (CRC) الذين يخضعون لبرامج علاج إشعاعي (RT) مختلفة وتأثيرات حجب نقاط التفتيش المناعية. تم تجنيد المرضى الذين يعانون من نقائل في الكبد أو الرئة للعلاج الإشعاعي المجسم (SBRT)، بينما تلقى أولئك الذين يعانون من سرطان المستقيم المتقدم محليًا (LARC) إما علاج إشعاعي قصير المدى أو طويل المدى مع العلاج الكيميائي. تم جمع عينات الدم وخزعات الورم لتحليل تجمعات خلايا المناعة وتغيرات التعبير الجيني بعد العلاج. استخدمت الدراسة خطوط خلوية مختلفة ونماذج فئران للتحقيق في تأثيرات العلاجات المضادة لـ PD-L1 و TIM-3 بالاشتراك مع RT، مما يكشف أن RT أدى إلى تنشيط مناعي مؤقت يتميز بزيادة خلايا CD8+ T وتنظيم جزيئات نقاط التفتيش مثل PD-1 و TIM-3.
تشير النتائج الرئيسية إلى أنه بينما حسنت كل من العلاجات المضادة لـ PD-L1 و TIM-3 السيطرة على الورم، كانت فعاليتها متفاوتة بين النماذج. في أورام CT26، أدى الجمع بين RT مع كلا مثبطات نقاط التفتيش إلى تعزيز كبير في السيطرة على الورم وتحفيز ذاكرة مناعية دائمة، كما يتضح من رفض تحديات الورم مرة أخرى. بالمقابل، في أورام MC38، لم يوفر إضافة حجب TIM-3 فوائد إضافية، مما يشير إلى استجابة تعتمد على النموذج للعلاج المناعي. علاوة على ذلك، أظهر تحليل عينات المرضى بعد RT زيادة في تسلل خلايا المناعة وتعبير الجينات التنظيمية المناعية، مما يدعم الأهمية السريرية للتعبير المشترك لـ TIM-3 و PD-1 في سياق RT. بشكل عام، تؤكد الدراسة على إمكانيات الجمع بين RT ومثبطات نقاط التفتيش المناعية لتعزيز النتائج العلاجية في CRC، وخاصة في الأورام المستقرة الميكروساتلايت (MSS).
DOI: https://doi.org/10.1136/jitc-2025-013656
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41734998
Publication Date: 2026-02-01
Author(s): X. Wang et al.
Primary Topic: Cancer Immunotherapy and Biomarkers
Overview
This research investigates the interplay between radiotherapy (RT) and immune checkpoint inhibitors (ICIs) in colorectal cancers (CRCs), particularly focusing on mismatch repair-proficient (pMMR) and microsatellite stable (MSS) tumors, which typically exhibit poor responses to ICIs. The study utilizes transcriptomic analyses from various cancer databases alongside single-cell RNA sequencing to elucidate the immune landscape in CRC. Key findings reveal that the expression of HAVCR2 (TIM-3) and LGALS9 (galectin-9) is notably high in MSS/pMMR tumors. RT was shown to enhance the coexpression of programmed cell death protein 1 (PD-1) and TIM-3 on intratumoral CD8+ T cells and natural killer (NK) cells, particularly in the CT26 mouse model, suggesting a context-dependent adaptive resistance mechanism.
The combination of TIM-3 blockade with RT and PD-L1 blockade resulted in significant antitumor effects, including improved primary tumor control and systemic immune responses. This effect was corroborated in patient-derived organoid-immune co-cultures and clinical specimens, where RT treatment correlated with increased T-cell infiltration and elevated TIM-3/PD-1 signaling. The study advocates for further exploration of RT combined with dual TIM-3/PD-L1 blockade in MSS/pMMR CRC, highlighting the potential for enhanced therapeutic strategies in a patient population with limited immunotherapy options.
Introduction
The introduction of the research paper addresses the significant challenges in managing colorectal cancer (CRC), particularly locally advanced rectal cancer (LARC) and metastatic CRC (mCRC). These challenges include anatomical constraints, treatment-related toxicities, and the risk of recurrence and metastasis. The paper highlights the limited effectiveness of current therapies due to resistance and interpatient variability, emphasizing the urgent need for innovative, mechanism-based combination strategies. Immune checkpoint inhibitors (ICIs), especially those targeting CTLA-4 and the PD-1/PD-L1 axis, have improved outcomes in various solid tumors, but their efficacy in CRC is largely confined to mismatch repair-deficient (dMMR) or microsatellite instability-high (MSI-H) tumors. In contrast, mismatch repair-proficient (pMMR) tumors show poor responsiveness, indicating a critical unmet clinical need.
The authors propose that the T cell immunoglobulin and mucin-domain containing-3 (TIM-3) pathway, which is often upregulated in chronically stimulated T cells and linked to immune resistance, could serve as a therapeutic target in immunotherapy-resistant CRC. They suggest that combining radiotherapy (RT) with ICIs may enhance treatment efficacy by reshaping the tumor microenvironment, although RT can also activate compensatory inhibitory pathways that may hinder sustained antitumor immunity. To investigate these dynamics, the study integrates transcriptomic data and employs murine models, patient-derived organoid systems, and clinical specimens to analyze the TIM-3/Gal-9 axis and the immune remodeling effects of RT. The research aims to clarify the most relevant inhibitory pathways to target in pMMR CRC and to assess the potential benefits of multi-checkpoint regimens in clinical settings.
Methods
In this study, C57BL/6J and BALB/c mice, aged 6-8 weeks, were utilized as experimental subjects. These mice were sourced from the Shanghai Experimental Animal Center and were maintained in a specific pathogen-free environment at the Sir Run Run Shaw Hospital, School of Medicine, Zhejiang University. This controlled housing condition is crucial for minimizing external variables that could affect the experimental outcomes.
Results
The results of the study highlight the significant expression of the TIM-3/Gal-9 axis in colorectal cancer (CRC), particularly in proficient mismatch repair (pMMR) tumors. Transcriptomic analysis of 530 CRC samples from The Cancer Genome Atlas (TCGA) demonstrated consistently high expression levels of HAVCR2 (TIM-3) and LGALS9 (Gal-9) across various tumor types. Further validation using independent datasets (GSE13294 and GSE39582) confirmed that these genes were more highly expressed in microsatellite instability-high (MSI-H) and deficient mismatch repair (dMMR) tumors, which are characterized by an immune-inflamed phenotype. Notably, even in MSS/pMMR tumors, TIM-3 and Gal-9 expression remained elevated compared to other immune checkpoint molecules.
Single-cell RNA sequencing from the Human Colon Cancer Atlas revealed that TIM-3 was predominantly expressed in immune cell populations, including macrophages, T cells, NK cells, and dendritic cells, while Gal-9 was broadly present in both myeloid and epithelial cells. In contrast, other checkpoint molecules like PD-1 and PD-L1 showed more restricted expression patterns. Flow cytometry analysis in a pMMR CRC mouse model (CT26) indicated an increase in TIM-3+ and PD-1+ cells among tumor-infiltrating CD8+ T cells and NK cells over time, suggesting a progressive upregulation of TIM-3 in these cells. Despite higher levels of intracellular granzyme B, TIM-3+ CD8+ T and NK cells exhibited reduced effector functions, as indicated by lower production of IFN-γ and TNF-α, and were associated with an impaired effector phenotype. These findings underscore the TIM-3/Gal-9 axis as a critical immunoregulatory pathway in CRC, particularly in pMMR tumors, and its role in promoting dysfunctional lymphocyte states.
Discussion
The discussion section of the research paper outlines the methodologies and findings related to the immune response in patients with colorectal cancer (CRC) undergoing various radiotherapy (RT) regimens and the effects of immune checkpoint blockade. Patients with liver or lung metastases were recruited for stereotactic body radiotherapy (SBRT), while those with locally advanced rectal cancer (LARC) received either short-course or long-course RT combined with chemotherapy. Blood samples and tumor biopsies were collected to analyze immune cell populations and gene expression changes post-treatment. The study utilized various cell lines and mouse models to investigate the effects of anti-PD-L1 and anti-TIM-3 therapies in combination with RT, revealing that RT induced a transient immune activation characterized by increased CD8+ T cells and upregulation of checkpoint molecules like PD-1 and TIM-3.
Key findings indicate that while both anti-PD-L1 and anti-TIM-3 therapies improved tumor control, their efficacy varied between models. In CT26 tumors, the combination of RT with both checkpoint inhibitors significantly enhanced tumor control and induced durable immune memory, evidenced by the rejection of tumor re-challenges. Conversely, in MC38 tumors, the addition of TIM-3 blockade did not provide additional benefits, suggesting a model-dependent response to immunotherapy. Furthermore, analysis of patient samples post-RT demonstrated increased immune cell infiltration and expression of immune regulatory genes, supporting the clinical relevance of TIM-3 and PD-1 coexpression in the context of RT. Overall, the study underscores the potential of combining RT with immune checkpoint inhibitors to enhance therapeutic outcomes in CRC, particularly in microsatellite stable (MSS) tumors.