《Cancer Immunology, Immunotherapy》:Dasatinib boosts γδ T cell expansion and memory phenotypes with enhanced antitumor immunity
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本研究通过高通量药物筛选,发现临床常用的酪氨酸激酶抑制剂达沙替尼(Dasatinib)可显著促进γδ2 T细胞(Vγ9Vδ2 T细胞)的体外扩增,并上调记忆相关标志物(如CD62L、CD127),减少细胞凋亡,提高TNF-α和IFN-γ的分泌。转录组学分析揭示了与T细胞生存和自我更新相关基因(如MYC、TCF7、MIR155HG)的上调。在功能上,经达沙替尼处理的γδ2 T细胞在体外对胶质母细胞瘤(GBM)和三阴性乳腺癌(TNBC)细胞展现出更强的细胞毒性,并且在延长培养后仍能维持活性。在多种原位肿瘤模型中,这些细胞表现出更好的肿瘤控制能力、减少的转移以及更长的荷瘤小鼠生存期。这项研究表明,达沙替尼为优化基于γδ T细胞的过继性细胞疗法,特别是针对实体瘤的治疗,提供了一种实用且易于转化的新策略。
研究背景:γδ T细胞是癌症免疫治疗的新星
γδ T细胞是癌症免疫治疗中极具前景的候选者,与传统的αβ T细胞相比具有独特优势。它们不依赖于主要组织相容性复合体(MHC)识别肿瘤抗原,能够抵抗常见的肿瘤免疫逃逸机制。此外,γδ T细胞还具有自然杀伤(NK)细胞样功能,能够感知并直接杀伤恶性细胞。人体外周血中主要的γδ T细胞亚群是Vγ9Vδ2 T细胞(也常称为γδ2 T细胞)。目前,利用唑来膦酸(Zol)联合白细胞介素-2(IL-2)体外扩增γδ2 T细胞是临床前和临床研究的常规方法。然而,长时间的体外培养可能导致细胞功能耗竭、记忆表型减弱和抗肿瘤功能下降,这限制了其治疗效果。因此,寻找能够增强γδ T细胞扩增并保持其功能的策略至关重要。
研究初衷:探寻增强γδ2 T细胞功能的新药物
本研究旨在深入表征γδ2 T细胞在体外扩增过程中的表型变化,并通过基于流式细胞术的高通量筛选,从一个包含892种美国食品药品监督管理局(FDA)已批准药物的化合物库中,寻找能够同时增强γδ2 T细胞扩增和维持其功能表型的药物。药物再利用策略具有利用临床已验证化合物的安全性、加速临床转化的优势。研究首先详细描绘了γδ2 T细胞在Zol/IL-2培养下的动态变化。
研究发现一:常规扩增导致γδ2 T细胞功能随时间衰减
研究人员从健康捐献者的外周血单个核细胞(PBMC)中扩增γδ2 T细胞。结果显示,供体间存在异质性:初始γδ2细胞比例高的“良好扩增者”最终扩增比例可达80-90%,而比例低的“不良扩增者”仅能达到40-60%。细胞数量在培养初期(第0-3天)有所下降,随后才快速增长,表明初始细胞群中既含有终末分化效应细胞,也含有可增殖的记忆细胞。通过多参数流式细胞术和聚类分析,研究人员在培养过程中鉴定出了9个表型不同的γδ2 T细胞亚群,并观察到随着培养时间延长(至第10天),与记忆(CD62L、CCR7、CD127)和细胞毒性(NKp44)相关的标志物表达逐渐下降。体外与胶质母细胞瘤细胞系Ln18的共培养实验也证实,培养超过7天后,γδ2 T细胞的杀伤能力逐渐减弱。这些发现表明,尽管Zol/IL-2方案能支持γδ2 T细胞扩增超过两周,但延长培养会损害其记忆表型和细胞毒性功能。
研究发现二:药物筛选锁定明星分子——达沙替尼
为了找到能改善上述问题的化合物,研究团队在培养第3天加入了FDA药物库中的各种化合物进行筛选。他们以γδ2 T细胞的绝对数量变化和记忆表型为指标,发现酪氨酸激酶抑制剂(TKI)类化合物,特别是达沙替尼(Dasatinib)和普纳替尼(Ponatinib),表现最为突出。在后续对五种靶向BCR-ABL1通路的TKI(达沙替尼、普纳替尼、博舒替尼、伊马替尼、尼罗替尼)的验证中,达沙替尼在多位供体中 consistently 表现出最强的扩增增强效果,且能显著提升“不良扩增者”的γδ2 T细胞产量。进一步的机制探索发现,达沙替尼处理并未显著改变细胞分裂速率,但显著降低了caspase-3/7的活性,表明其增强细胞产量的主要机制是减少细胞凋亡,而非促进增殖。
研究发现三:达沙替尼塑造具有“记忆”特征的γδ2 T细胞
为了解达沙替尼如何影响γδ2 T细胞,研究团队对分选出的经达沙替尼处理和对照处理的γδ2 T细胞进行了mRNA测序。差异表达基因分析显示,达沙替尼处理上调了多种细胞因子基因(如IL2、IFNG)和记忆相关标志物基因(IL7R/CD127)。其中,MIR155HG(编码miR-155前体)是上调最显著的基因。基因集富集分析表明,差异表达基因富集在T细胞受体信号通路、细胞因子-细胞因子受体相互作用等免疫激活相关通路,而与细胞周期、DNA复制相关的通路则被负向富集。流式细胞术验证证实,达沙替尼处理的γδ2 T细胞表面记忆标志物CD62L和CD127的表达升高,同时产生肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和干扰素-γ(IFN-γ)的细胞比例以及多功能性细胞因子分泌细胞的比例也更高。此外,关键转录因子TCF1、MYC和T-bet的表达也显著上调。这些数据综合表明,达沙替尼能够促进γδ2 T细胞向具有更强存活能力和记忆样表型的方向发展。
研究发现四:经达沙替尼处理的γδ2 T细胞抗肿瘤战力更强
研究评估了达沙替尼培养的γδ2 T细胞(γδ2 T-Da)在体外的抗肿瘤能力。在短时间(5小时)共培养实验中,γδ2 T-Da细胞对三阴性乳腺癌细胞MDA-MB-231和两种胶质母细胞瘤细胞Ln18、GBM8901的杀伤能力在大多数供体来源的细胞中优于对照细胞。更重要的是,在长期培养(至第13天)后,γδ2 T-Da细胞仍能维持对GBM8901细胞的较强细胞毒性,而对照细胞的杀伤能力则随培养时间延长而明显下降。连续杀伤实验也表明,γδ2 T-Da细胞能更持久地发挥细胞毒性作用。这些结果说明,达沙替尼处理不仅能提升γδ2 T细胞的即时杀伤力,还能帮助其在长期培养中保持功能“续航”。
研究发现五:动物模型证实卓越的体内疗效
研究进一步在免疫缺陷小鼠中建立了原位肿瘤模型来验证γδ2 T-Da细胞的体内疗效。在三阴性乳腺癌模型中,瘤内注射γδ2 T-Da细胞虽然未使肿瘤体积显著缩小,但治疗后肿瘤内残留的人CD3+T细胞数量更多,且显著延长了肿瘤切除后的局部无复发生存期,并降低了远处转移的发生率。在更为致命的胶质母细胞瘤模型中,静脉输注γδ2 T-Da细胞能显著延长荷瘤小鼠的生存期。细胞追踪实验显示,输注后24小时,γδ2 T-Da细胞比对照细胞更能有效地分布到脾脏、肿瘤组织和淋巴结中。这些体内结果综合表明,经达沙替尼扩增的γδ2 T细胞具有更强的肿瘤控制能力和组织归巢能力。
总结与展望:为γδ T细胞疗法提供“增效”新策略
本研究系统地表征了γδ2 T细胞体外扩增的表型动力学,并通过大规模药物筛选,将临床已批准的酪氨酸激酶抑制剂达沙替尼“老药新用”,鉴定为一种能有效增强γδ2 T细胞扩增、保持记忆表型并提升抗肿瘤功能的化合物。其作用机制可能与抑制细胞凋亡、上调miR-155等记忆相关分子,以及可能清除衰老细胞有关。该发现为优化基于γδ T细胞的过继性细胞免疫治疗,尤其是针对胶质母细胞瘤、三阴性乳腺癌等难治性实体瘤的治疗,提供了一种切实可行且易于向临床转化的新策略。由于达沙替尼本身已是FDA批准药物,这为将其整合到γδ T细胞产品的生产流程中,快速推进至临床研究奠定了坚实基础。