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为明确 ACT 中 CD4? T 细胞亚群的治疗作用及机制,研究人员探究肿瘤特异性 Th17 细胞的作用,发现其需宿主 B 细胞,通过 IL-21 和 CD40L 促进 B 细胞活化及抗肿瘤抗体产生,为 ACT 优化提供新方向。
在癌症治疗的 “免疫战场” 上,过继性 T 细胞治疗(ACT)无疑是一颗耀眼的明星。从 FDA 批准的 CAR-T 细胞疗法到肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)疗法,这些 “活的药物” 为晚期癌症患者带来了曙光。然而,临床突破的背后,仍有诸多谜题待解:哪种 CD4? T 细胞亚群治疗效果最佳?它们如何精准消灭肿瘤?
长久以来,ACT 的研究焦点多集中在具有直接杀伤能力的 CD8? T 细胞上,CD4? T 辅助细胞的作用常被忽视。但越来越多的证据显示,CD4? T 细胞在免疫治疗中扮演关键角色 —— 它们能分泌细胞因子、辅助免疫细胞活化,甚至直接杀伤肿瘤。其中,Th17 细胞(辅助性 T 细胞 17)的作用尤为争议:部分研究发现肿瘤内的 Th17 细胞与不良预后相关,另一部分却显示其与生存改善有关。这种矛盾背后,或许隐藏着 Th17 细胞与其他免疫细胞的神秘协作。而 B 细胞在抗肿瘤中的角色也逐渐清晰,它们不仅能产生抗体,还能作为抗原呈递细胞协调免疫反应,但在 ACT 中,B 细胞与 T 细胞如何配合,仍是未解之谜。
为解开这些谜团,埃默里大学(Emory University)的研究人员开展了针对肿瘤特异性 Th17 细胞在 ACT 中作用机制的研究,相关成果发表在《Cancer Cell》上,揭示了 Th17 细胞与宿主 B 细胞协同作战的全新模式,为优化 ACT 疗法提供了重要线索。
研究主要采用的关键技术方法包括:利用多种基因敲除小鼠模型(如 TCRα?/?、RAG?/?、muMT、IL-21R?/?等)探究免疫细胞的作用;通过流式细胞术分析细胞表型、增殖及细胞因子分泌;借助免疫荧光技术观察细胞共定位及生发中心形成;利用 NanoString 进行转录组学分析;采用血清转移实验验证抗体功能;并结合抗体阻断实验探究关键分子的作用。
抗原特异性 Th17 细胞在肿瘤控制中表现最优,且保护作用不依赖自身持续存在
研究发现,在多种 CD4? T 细胞亚群(Th0、Th1、Th9、Th17)中,肿瘤特异性 Th17 细胞清除黑色素瘤的效果最佳,且无需疫苗或外源性 IL-2 的辅助。更有趣的是,当治愈的小鼠被再次接种肿瘤细胞时,即使清除 CD4? T 细胞,小鼠仍能抵抗肿瘤转移,提示存在其他宿主细胞介导的长期保护机制。
Th17 细胞疗法可诱导肿瘤内抗原呈递及淋巴结中 B 细胞相关特征
转录组分析显示,Th17 细胞治疗后,肿瘤中与抗原加工呈递(如 Cd74、H2-Aa)、干扰素信号(如 Irf1、Ifng)相关的基因表达上调;而肿瘤引流淋巴结中,B 细胞相关基因(如 Cd19、Ms4a1)显著富集,提示 Th17 细胞可能同时调控肿瘤微环境和淋巴组织中的免疫反应。
宿主 B 细胞而非 T 细胞是 Th17 介导持久抗肿瘤免疫的关键
通过向不同基因缺陷小鼠转移 Th17 细胞发现:在缺乏成熟 T 细胞的 TCRα?/?小鼠中,Th17 细胞仍能治愈肿瘤;但在缺乏 T 和 B 细胞的 RAG?/?小鼠中,肿瘤会复发。进一步使用抗体 depletionB 细胞或 muMT 小鼠(缺乏成熟 B 细胞)实验证实,宿主 B 细胞是 Th17 细胞发挥持久疗效所必需的,而这一依赖性是 CD4? Th17 细胞特有的,CD8? Tc17 细胞则不依赖 B 细胞。
Th17 细胞可独特促进宿主 B 细胞的增殖、活化和成熟
流式细胞术分析显示,Th17 细胞治疗后,小鼠脾脏中浆细胞、生发中心 B 细胞比例增加,B 细胞增殖(Ki-67?)及活化标志物(MHC-II、CD40、CD86)表达上调,且这一效应具有 Th17 特异性,Th1 细胞无此作用。
CD40 信号是 Th17 细胞疗法发挥疗效所必需的
鉴于 CD40 在 B 细胞上的表达上调及 CD40-CD40L 相互作用在 B 细胞成熟中的关键作用,研究发现阻断 CD40L 会显著削弱 Th17 细胞的治疗效果,降低小鼠长期生存率,证实 CD40 信号在 Th17-B 细胞协作中的核心地位。
Th17 细胞与 B 细胞在淋巴组织中相互作用并促进生发中心形成
免疫荧光显示,Th17 细胞与 B 细胞在脾脏等淋巴组织共定位,Th17 细胞可浸润到 B 细胞滤泡中,促进生发中心形成 —— 表现为生发中心数量及含生发中心的滤泡比例显著增加。尽管部分 Th17 细胞会获得滤泡辅助性 T 细胞(Tfh)的部分特征(如 ICOS、PD-1 上调),但多数未完全转化为 Tfh 细胞。
B 细胞可增强 Th17 细胞的多功能性和效应表型
在 B 细胞被清除的情况下,Th17 细胞的效应记忆表型(CD44?CD62L?)比例降低,分泌 TNF-α、IL-10、IL-21 等细胞因子的能力下降,且细胞因子分泌水平与脾脏 B 细胞数量正相关,表明 B 细胞可反作用于 Th17 细胞,增强其功能。
IL-21 通过支持 B 细胞活化和成熟改善长期肿瘤控制
Th17 细胞治疗后,IL-21 及其受体 IL-21R 的表达上调。阻断 IL-21R 或使用 IL-21R?/?小鼠发现,B 细胞的增殖、浆细胞及生发中心 B 细胞分化受阻,导致小鼠长期生存率下降。而 Th17 细胞分泌的 IL-21 随时间增加,与血清 IgG 水平上升趋势一致,提示 IL-21 在维持体液免疫中的作用。
Th17 细胞可诱导具有保护作用的肿瘤特异性抗体
Th17 细胞治疗后,小鼠血清中 IgG(尤其是 IgG1)水平升高,且存活小鼠的血清中存在能特异性结合 B16F10 黑色素瘤细胞的 IgG。将这些血清转移给 naive 小鼠,可显著减少肿瘤肺转移,证实 Th17 细胞诱导的抗体具有功能活性。
该研究首次揭示了过继转移的 Th17 细胞与宿主 B 细胞之间的双向协作机制:Th17 细胞通过 IL-21 和 CD40L 促进 B 细胞活化、增殖及肿瘤特异性抗体产生,而 B 细胞反过来增强 Th17 细胞的多功能性,二者共同介导持久的抗肿瘤免疫。这一发现打破了以往对 ACT 中 T 细胞作用的认知,强调了内源性 B 细胞反应在 CD4? T 细胞 ACT 中的重要性。
从临床角度看,该研究为优化 ACT 策略提供了多个方向:可通过调控 IL-21 和 CD40L 增强 Th17-B 细胞协作;联合 Th17 细胞与 B 细胞输注以提升疗效;甚至探索从免疫治疗应答者中提取血清用于非应答者,为克服治疗抵抗提供新思路。同时,该研究也拓展了对 Th17 细胞在免疫调节中多功能性的理解,为其他疾病(如自身免疫病、感染)的研究提供了参考。未来,随着对这一协作机制的深入探索,有望开发出更高效、更持久的癌症免疫疗法。