研究背景食管癌是世界上最常见的恶性肿瘤之一,据统计2012年全世界大约有455,800新发病例,因食管癌死亡人数达到400,200。亚洲东部和非洲东南部属于发病率较高地区,我国的发病率约为20/10万。食管癌病理类型主要为鳞癌和腺癌,我国90%以上为食管鳞癌(oesophageal squamous cell carcinoma, ESCC)。由于缺乏有效的治疗手段使食管癌预后较差。应用肿瘤浸润淋巴细胞(tumour infiltrating lymphocytes, TILs)的免疫疗法在一些实体瘤病人中取得持久的疗效,提示我们免疫治疗应用于临床治疗ESCC的可能性。由于对食管癌(TILs)的克隆性、特异性和空间异质性等基本生物学特征所知甚少,因此有必要对T细胞受体(T cell receptor, TCR)与肿瘤抗原相互作用进行深入解析。目的通过对食管鳞癌DNA提取物直接进行T细胞受体β链(T-cell receptor beta-chain, TCRb)深度测序,评估这种方法对肿瘤内T细胞克隆性和空间异质性的透析能力。材料和方法我们的研究纳入7例病理诊断为食管癌的患者,通过手术收集肿瘤组织、癌旁正常组织及外周血标本,每例肿瘤组织按标准选取4-6个区域。组织石蜡切片判断CD3+T细胞的存在情况。通过多重PCR捕获和Illumina Hiseq2000测序平台对TCRb互补决定区3 (complementarity-determining region, CDR3)区进行深度测序并分析。同时我们将Patient 1肿瘤组织4个区域DNA提取物进行复测,评估抽样误差及测序技术引入的误差。结果7例ESCC患者每个样本测序所获得独特的TCRb序列(unique TCR β reads)数量是相似的,平均为99,899(四分位数间距为75,525-155,647)。所有的组织及血液样本中均可检测到大量T细胞克隆扩增,且肿瘤组织与正常组织T细胞克隆扩增性没有明显差异(肿瘤组织和其他组织克隆性分别为0.74和0.75;非配对t检验,P=0.275)。频率最高的前100 TCRb序列(top 100 TCR β sequences)在肿瘤组织、正常组织及外周血中所占比例分别为35.8%、31.4%及31.5%,相互之间没有明显差异(单向方差分析,P=0.402)。每个肿瘤组织中都能检测到的top 100序列(ubiquitous序列)在7例患者中所占比例从13-33%(均值为26%,标准差为0.06),67-87%(均值为74%,标准差为0.06)的T细胞克隆为多样性克隆。结论(1) ESCC患者肿瘤组织内TIL总体具有多样性。(2)肿瘤组织中T细胞克隆可能主要是由肿瘤抗原激活的。(3)TIL在ESCC患者肿瘤组织内分布具有空间异质性。(4) Ubiquitous T细胞克隆可能是由肿瘤特异性抗原激活的。