IL-2免疫疗法联合单次高剂量放疗逆转结肠癌小鼠模型中T细胞耗竭的机制研究

本研究针对放疗(RT)后T细胞功能耗竭的难题，通过单次高剂量(20 Gy)放疗联合CD25/IL-2Rα偏向性IL-2免疫疗法(IL-2cxCD25)，成功激活肿瘤浸润CD8+ T细胞并降低耗竭标志物TOX/PD-1表达，实现原发灶与远端肿瘤协同控制。苏黎世大学团队发现该策略可形成长效免疫记忆，为临床放疗-免疫联合治疗提供新思路。

　　

研究背景
肿瘤放疗虽能诱导免疫原性细胞死亡，但传统分割放疗(如3×8 Gy)常导致调节性T细胞(Tregs)浸润增加，而CD8⁺ T细胞功能耗竭。IL-2作为关键细胞因子，因其同时激活效应T细胞与Tregs的双重作用，临床应用受限。如何精准调控IL-2信号通路、克服放疗后T细胞耗竭，成为肿瘤免疫治疗的重要挑战。

苏黎世大学医院放射肿瘤学与免疫学团队在《iScience》发表研究，通过单次高剂量放疗(20 Gy)联合IL-2受体亚基偏向性免疫疗法，揭示了时空特异性IL-2信号对肿瘤免疫微环境的重编程机制。研究采用MC38结肠癌小鼠模型，结合流式细胞术、图像引导精准放疗等技术，发现单次高剂量放疗可特异性上调肿瘤浸润CD8⁺ T细胞的CD25/IL-2Rα表达，为CD25偏向性IL-2复合物(IL-2cx_CD25)的靶向干预提供时间窗口。

关键方法

1. 图像引导精准放疗：比较单次20 Gy与3×8 Gy方案对T细胞亚群的影响
2. IL-2受体偏向性复合物：CD25偏向性(IL-2/UFKA-20cx)与CD122偏向性(IL-2/NARA1cx)
3. 多参数流式分析：检测CD25/CD122动态变化及TOX/PD-1等耗竭标志物
4. 双肿瘤模型评估远隔效应

研究结果

放疗方案优化
单次20 Gy放疗较3×8 Gy显著提高肿瘤控制率(36% vs 8%)，并增加肿瘤内CD8⁺/Tregs比值。流式分析显示20 Gy组CD8⁺ T细胞CD25表达在放疗后48小时达峰，而引流淋巴结中无此现象。

联合治疗增效机制
放疗后48小时给予IL-2cx_CD25，使肿瘤内CD8⁺ T细胞扩增30-40倍，CD8⁺/Tregs比值提升25倍。CD39⁺抗原特异性T细胞比例增加，且显著低于IL-2cx_CD122组的全身性T细胞激活。

耗竭标志逆转
单放疗组CD8⁺ T细胞高表达TOX和PD-1，而联合治疗组这两种耗竭标志物显著降低。免疫记忆实验显示，治愈小鼠能抵抗肿瘤再攻击，该效应依赖CD8⁺ T细胞。

远隔效应实现
在双肿瘤模型中，联合治疗使非照射肿瘤体积缩小，中位生存期从13天延长至21-22天，远隔肿瘤中CD8⁺/Tregs比值同步升高。

结论与意义
该研究首次证实：1）单次高剂量放疗可时空特异性上调肿瘤微环境CD25表达，为CD25偏向性IL-2疗法创造精准干预窗口；2）IL-2信号能逆转放疗诱导的TOX⁺耗竭T细胞，形成长效免疫记忆；3）CD25与CD122偏向性IL-2各有优势，前者更侧重局部激活，后者引发全身响应。研究为临床设计放疗-免疫联合方案提供了重要依据，尤其对免疫"冷肿瘤"的转化具有启示意义。

局限性包括耗竭标志物分析深度不足，未来需在更多肿瘤模型验证。团队指出TOX调控机制、TCF-1⁺干细胞样T细胞的作用值得深入探索，这些发现或将推动新一代IL-2变体的研发。