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AACR 2024回顾 | Andrea Schietinger：CD4+ T细胞：赋能CD8+ T细胞，肃清肿瘤之源

2024年06月26日

编译：肿瘤资讯

来源：AACR 2024

备受瞩目的国际肿瘤领域顶尖学术会议 --- 第15届美国癌症研究协会（AACR 2024）年会于当地时间4月5日-10日在美国圣地亚哥隆重召开。本年度AACR年会的主题是激励科学 • 推动进步 • 革新诊疗（Inspiring Science • Fueling Progress • Revolutionizing Care），讨论议题涵盖整个肿瘤研究领域，从人口科学和预防，到肿瘤生物学、转化和临床研究，以及患者宣教。作为癌症研究领域的关注焦点，科学家、肿瘤学家、临床医生及世界各地的癌症研究人员济济一堂，研讨全球癌症研究和治疗的最新进展。
4月8日，美国纪念斯隆-凯特琳癌症中心的Andrea Schietinger博士在总统专题座谈会（presidential select symposium）- “癌症免疫疗法--何去何从？（Cancer Immunotherapy - Where Do We Go from Here?）”专场上作了“CD4 T细胞：赋能CD8 T细胞，肃清肿瘤之源（CD4 T cells: Empowering CD8 T cells to eliminate tumors）”的主题演讲。【肿瘤资讯】特整理该项专题报告内容要点，以飨读者。

CD4+ T细胞或可重塑肿瘤中CD8+ T细胞的功能失调

CD8+ T细胞（也称细胞毒性T淋巴细胞，CTL）因可识别癌细胞表面的抗原而具有选择性消灭肿瘤细胞的能力。然而，即使在肿瘤，特别是实体瘤中检测到了针对肿瘤的特异性CD8+ T细胞，但肿瘤仍然会持续进展。这一现象背后的机制归因于多重信号在免疫抑制的微环境中抑制了CD8+ T细胞的功能，使其分化为功能失调或其他低应答状态。自从九年前实验室成立以来， Andrea Schietinger博士及其团队便专注于研究T细胞功能失调的初始阶段阶段，试图解释肿瘤发展的复杂性。

实验室采用具有临床相关性的遗传学小鼠模型，通过在正常组织中诱导肿瘤的形成，并进行宏观分析，深入探究肿瘤免疫学的基本原理。在肿瘤发展的早期阶段，肿瘤特异性细胞可在肿瘤组织中的非炎症、非刺激的环境下被激活，并呈现出具有可重塑（即去除肿瘤刺激后可恢复效应功能）、早期功能失调的T细胞状态。随着时间的推移演变，持续的肿瘤抗原和微环境信号则驱动肿瘤特异性T细胞进入固化且不可逆的功能失调状态。实验室对肿瘤特异性T细胞如何随时间演变进行了深入的观察，并在在细胞层面上发现了关键的转录因子如T细胞因子1（TCF1）和胸腺原性高度表达的核转录因子（TOX）在T细胞中的表达缺失和高表达改变，揭示了一个与CD8+ T细胞功能失调状态相关的表观遗传程序调控网络。

尽管研究者已经可以在体外生成功能强大的T细胞，并从肿瘤浸润性淋巴细胞（TILs）中提取或在嵌合抗原受体（CAR）T细胞领域中进行工程化，但这些细胞在实体肿瘤患者体内的效果仍然不尽人意。这一矛盾现象令人困惑，也突显了在理解和利用T细胞免疫反应中所面临的挑战。

Schietinger博士及其团队不断思考是哪些因素，或者需要哪些条件，才可成功重新编程肿瘤特异性T细胞，进而有效消除癌症。他们认为，传统思维可能不足以解决这一难题，因此转而在自然界中寻找潜在的解答。基于此，Schietinger博士及其团队将研究重点集中在探究自身免疫T细胞的分化过程上，特别是自身免疫病中CD8+ T细胞如何持续引发组织破坏的机制，以便深入理解如何成功重新编程肿瘤特异性T细胞。研究人员在自身免疫性1型糖尿病的小鼠模型中证实，CD8+ T细胞被识别为病理性T细胞，且能够进入外周组织并杀死目标细胞。这一发现促使Schietinger博士及其团队进一步思考，在癌症治疗中，CD4+ T细胞（也称为辅助T细胞）可能是关键的介质，帮助CD8+ T细胞消除癌症细胞。为此，团队研究人员构建了皮下移植瘤的小鼠模型，皮下移植细胞系包括免疫检查点抑制剂治疗耐药的细胞系（B16黑色素瘤细胞）和免疫检查点抑制剂治疗敏感的细胞系（MCA205纤维肉瘤细胞），进一步的研究发现CD4+ T细胞不仅协助CD8+ T细胞获得“正确”的激活，还可能直接参与肿瘤细胞的杀伤过程。

CD4+ T细胞在肿瘤微环境中重新编程CD8+ T细胞的“杀伤”功能

随后，Schietinger博士及其团队继续探讨是否因数量上的差异导致了不同的肿瘤治疗效果？虽然早期研究表明由于CD4+ T细胞的介导，肿瘤组织中CD8 +T细胞数量明显升高，但量化分析却未显示出明显差异。这提示其中可能存在质的差异。通过实验室的再培养实验，他们观察到在CD4+ T细胞的辅助下，CD8+ T细胞能高效产生干扰素，并且表达多种抑制性受体显著减少，这表明CD4+ T细胞可能在某种程度上重新编码了肿瘤组织中的T细胞。此外，研究者发现，淋巴结中的T细胞表型与肿瘤组织内的T细胞表型完全相同。这说明推动T细胞退化与进展的因素显然是在肿瘤组织内部建立的，而非在淋巴结中形成。对肿瘤发展前后的T细胞进行剖析后，他们发现许多转录因子和细胞因子发生了显著变化，而这些变化也体现在表观遗传层面。

在一个关键的实验中，团队研究人员敲除了肿瘤中的CD11c阳性细胞（主要是去除树突状细胞）。结果显示，仅通过剔除这些抗原呈递细胞（APC），肿瘤便再也无法被CD4+ T细胞协助下的CD8+T细胞清除，提示APC在肿瘤退化过程中起到了关键作用。

为了在体内对肿瘤特异性CD8+ T细胞进行实验同步和分子追踪，团队研究人员另开展了一项使用经工程化改造以过表达OVA肽（B16-OVA，标记为绿色）或过表达淋巴细胞性脉络脑膜炎病毒（LCMV）衍生的GP残基61-80 （GP61，标记为蓝色）的B16黑色素瘤细胞创新性实验研究，并模拟了治疗癌症患者的过继性T细胞疗法（Adoptive T cell therapies），即先激活CD8+ T细胞，然后与体外激活的CD4+ T细胞一起重新注射回宿主体内。实验结果显示，单独的CD8+ T细胞无法杀死肿瘤细胞，而CD4+与CD8+ T细胞的联合应用则不仅实现了对肿瘤阻滞的应答表现，还提供了长期的保护，有效避免了复发。Schietinger博士指出这些研究成果不仅为团队研究者提供了新的视角，也为未来的免疫治疗策略开辟了新的道路。通过深入研究CD4+ T细胞在肿瘤免疫过程中的角色，研究者希望能够开发出更有效的治疗方法，最终实现对癌症的有效治疗。在此，Schietinger博士特别对参与所有前期研究工作人员的杰出贡献表示深深的感激和致敬。

这些实验的结果促使他们提出了一个新的模型假说：在肿瘤中，CD8+ T细胞和CD4+ T细胞抗原的物理接近性可能允许CD4+ T细胞与CD8+ T细胞共处同一个抗原呈递细胞上，促进T细胞的重新编程，从而使CD8+ T细胞具有“真正的”细胞毒性，并有效消除癌细胞。此外，研究证实采用过继性T细胞疗法可达到与免疫检查点抑制剂一致的疗效，进一步证实了这一假设的可能性。这种三细胞团簇在肿瘤治疗中的形成和功能，为团队研究者提供了新的理解角度和潜在的治疗靶点。

肿瘤免疫免疫微环境中“CD4+ T、CD8+ T+APC”三联体的形成可显著影响免疫应答

在近期的研究中，为确定细胞中是否明确生成“CD4+ T细胞、CD8+ T细胞和APC三细胞团簇（三联体）”。Schietinger博士及其团队进行了具有决定性的骨髓嵌合体实验。在该实验中，研究人员通过敲除MHC I类和MHC II类基因的小鼠骨髓，并确保同一个细胞所有的APC只表达MHC I类或MHC II类。结果发现，与野生型对照组相比，即使同时存在MHC I类和MHC II类，肿瘤的进展仍未受阻，这一发现验证了肿瘤进展需要MHC I类和MHC II类存在于同一细胞上的假设。为将此小鼠模型的发现进一步应用于理解人类肿瘤的治疗应答反应，Schietinger博士与来自贝勒医学院的Hyun-Sung Lee和Bryan Burt 展开合作，后者提供了一项包含15例患有恶性胸膜间皮瘤且接受免疫检查点抑制剂（抗PD-1抗体和抗CTLA4抗体）治疗患者的研究数据，该数据包括治疗前、中、后不同时间点的组织活检和多重成像分析。该研究旨在探索CD8+ T细胞和CD4+ T细胞的数量以及三联体的数量是否可用于区分治疗应答者与非应答者。结果显示，区分这两组的唯一显著差异是三联体的计数。

进一步的分析显示，在这些三联体中，CD8+ T细胞表现出更高水平的干扰素γ和颗粒酶等细胞毒性标志。同时，与微环境中的单独细胞或其他三联体细胞相比，三联体中的调节性T细胞数量明显较少。这些发现强调了三联体在肿瘤微环境中的特殊地位和中心调节作用。

小结

Schietinger博士及其团队研究重新定义了CD4+ T细胞的角色，强调它们在使CD8+ T细胞发挥细胞毒性作用中的必要性和重要性。这一发现不仅在实验模型中得到了证实，还通过未发表的临床研究数据显示了这一机制在实际临床实践中的一致性。接下来，研究者需要确定促使CD8+ T细胞和CD4+ T细胞相互作用的具体桐庐信号，如受体配体对和参与其中的相关细胞因子等。此外，未来还需考虑如何实现CD8+ T细胞和CD4+ T细胞的工程化，在肿瘤微环境中促进并发挥其协同作用，进而用于临床实践改善肿瘤患者预后。

而针对CAR T 细胞，研究者需要反思其是否因其缺乏与肿瘤微环境中APC直接接触的能力，而影响了CAR T 细胞的抗肿瘤效果，并据此探索潜在的解决策略。

责任编辑：肿瘤资讯-云初
排版编辑：肿瘤资讯-云初

2024年06月28日

马利平

漯河市第六人民医院 | 肿瘤科

CD8+ T细胞被识别为病理性T细胞，能够进入外周组织并杀死目标细胞