靶向ST2/IL-33轴阻断调节性T细胞对CD8+T细胞的细胞毒性:白血病微环境免疫治疗新策略

【字体: 时间:2025年07月22日 来源:Nature Communications 14.7

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  本研究针对急性髓系白血病(AML)患者CD8+T细胞耗竭的临床难题,揭示了ST2+调节性T细胞(Treg)在白血病微环境中的关键作用。研究人员通过多组学分析和功能实验证实,ST2/IL-33轴激活的Treg细胞通过颗粒酶B(GZMB)介导的细胞毒性直接杀伤CD8+T细胞,而工程化抗ST2抗体可特异性清除ST2+Treg细胞并恢复抗肿瘤免疫。该研究为AML免疫治疗提供了新的靶点策略,具有重要临床转化价值。

  

在血液肿瘤治疗领域,急性髓系白血病(AML)始终是临床医生面临的重大挑战。尽管近年来靶向治疗取得一定进展,但大多数患者最终仍会复发。与实体瘤不同,AML的免疫治疗发展相对滞后,特别是免疫检查点抑制剂在AML中的疗效有限。这种治疗困境的背后,隐藏着一个关键科学问题:在AML的骨髓微环境中,究竟是什么机制导致了CD8+T细胞的功能耗竭?

Fred Hutchinson Cancer Research Center和Indiana University School of Medicine的研究团队将目光投向了ST2/IL-33轴与调节性T细胞(Treg)的独特相互作用。既往研究表明,在实体瘤中,ST2+Treg细胞通过分泌抑制性细胞因子如TGF-β和IL-10来抑制抗肿瘤免疫。然而,在AML这种"液体肿瘤"中,ST2+Treg细胞的作用机制仍不清楚。这项发表在《Nature Communications》的研究,首次揭示了ST2+Treg细胞通过直接杀伤CD8+T细胞的新机制促进AML进展。

研究人员采用了多组学分析结合功能验证的研究策略。通过TCGA/TARGET等数据库的生物信息学分析发现,AML患者骨髓中ST2+FOXP3+Treg细胞显著富集。单细胞RNA测序(scRNA-seq)和流式细胞术证实,难治性AML患者骨髓中活化型KLRG1+ST2+Treg细胞比例升高。为深入机制,团队建立了MLL-AF9和DNMT3A/FLT3ITD两种小鼠AML模型,采用过继转移实验、条件性基因敲除等技术,结合体外共培养、体内杀伤实验等功能研究,系统评估了ST2+Treg细胞的生物学特性。

研究结果部分的重要发现包括:

Activated ST2+Treg cells are specifically enriched in malignant leukemic niches

通过多数据库分析发现,与健康供体相比,AML患者骨髓中ST2(IL1RL1)+FOXP3+Treg细胞显著富集。在原发性DNMT3A/FLT3ITD白血病小鼠中,随着疾病进展,骨髓和脾脏中KLRG1+ST2+Foxp3+Treg细胞频率逐渐增加。

In two AML models, the frequency, cytokine output, and immunosuppressive activity of activated ST2+Treg cells in malignant leukemic niches intensify progressively over time

在MLL-AF9和DNMT3A/FLT3ITD白血病模型中,骨髓、脾脏和肝脏中的ST2+Treg细胞频率随时间增加。这些细胞高表达TGF-β、IL-10等抑制性细胞因子,并表现出更强的免疫抑制能力。

Activated ST2+Treg cells in the leukemic niches correlate with CD8 T cell depletion and exhaustion

ST2+Treg细胞数量与CD8+T细胞耗竭标志物(PD-1、TIM3等)呈正相关,与T-bet、IFN-γ等效应分子呈负相关。CD8+T细胞清除实验证实其在抗AML免疫中的关键作用。

ST2 deficiency specifically in Treg cells increases CD8 T cell counts, Tbet/IFNγ expression, and WT1 tumoral specificity while decreasing CD8 T cell exhaustion to decrease AML growth

ST2缺陷的Treg细胞过继转移显著延长白血病小鼠生存期,增加CD8+T细胞数量和WT1抗原特异性反应,降低耗竭标志物表达。

Deficiency of ST2 in Treg cells maintains their numbers in LNs at a precursor stage while reducing their numbers in BM

RNA测序显示,ST2缺陷导致Treg细胞前体滞留于淋巴结,减少向骨髓迁移。ST2+Treg细胞高表达CXCR4等迁移相关受体。

Tbet restrains activation and pro-cytotoxicity of ST2+Treg cells while Bcl6 reciprocally regulates ST2+Treg cells in the leukemic niche

T-bet缺陷增强ST2+Treg细胞的活化状态和细胞毒性,而Bcl6与ST2表达呈负相关。ST2+Treg细胞中Blimp1表达增加。

ST2+Treg cells kill intratumoral CD8 T cells via granzyme B

共培养实验证实,白血病激活的ST2+Treg细胞通过接触依赖的GZMB途径特异性杀伤AML抗原刺激的CD8+T细胞,而非初始T细胞。

Engineered anti-ST2 antibody promotes abatement of ST2+Treg cells to extend survival in AML models

Fc沉默的工程化抗ST2抗体(IgG-281)通过诱导凋亡选择性清除ST2+Treg细胞,恢复CD8+T细胞功能,显著延长白血病小鼠生存期。在低肿瘤负荷模型中可实现完全缓解。

Colocalization of ST2+Treg cells and CD8 T cells is disrupted by engineered anti-ST2 antibody in the splenic and liver leukemic niche

在DNMT3A/FLT3ITD模型中,抗ST2抗体治疗显著减小脾脏和肝脏肿瘤体积,破坏ST2+Treg细胞与CD8+T细胞的共定位。

这项研究的重要意义在于:首先,阐明了AML微环境中ST2+Treg</su

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