老规矩,奇点糕开头先问大家一个问题:在激活CD8+T细胞抗肿瘤免疫应答时,有哪些细胞会起到重要作用呢?回答树突状细胞(DCs)是肯定没问题的,它们的抗原呈递功能确实广为人知,但各位要记住了,从今天开始DCs可就不是问题唯一的“正解”了。
因为在今天的《自然》上,一篇来自奥地利研究团队的最新论文[1]显示,一部分炎性单核细胞其实也能在肿瘤微环境中,对CD8+T细胞施加关键的“再刺激”作用!而且与DCs主要进行交叉呈递抗原不同,单核细胞激活CD8+T细胞的机制主要是“MHC变装”(cross-dressing),即从癌细胞处直接捕获MHC I类分子-肽复合体,再呈递给CD8+T细胞激活免疫应答[2]。
当然了,癌细胞一向是不会乖乖束手就擒的,它们也会通过激活MAPK信号通路,下调I型干扰素(IFN-I)应答和分泌更多前列腺素E2(PGE2)这两种手段,来反制单核细胞功能、限制CD8+T细胞的激活,而再反手破解癌细胞的这两招,就能有效激活CD8+T细胞,助力免疫治疗。
一图总结论文发现
其实在抗肿瘤免疫应答的过程中,CD8+T细胞并不是“一次激活、长期有效”的,虽然在肿瘤引流淋巴结内被DCs等抗原呈递细胞激活后,CD8+T细胞浸润到肿瘤部位时大多已做好了战斗准备,但要想维持高昂的战斗力,CD8+T细胞往往还需要肿瘤微环境中其它免疫细胞的“再刺激”(restimulation)[3],而参与该过程的免疫细胞类型此前并不明确。
这也就是奥地利研究者们本次研究的切入点,研究者们选择以BRAF V600E突变型黑色素瘤作为研究对象,这类肿瘤在对现有靶向治疗(BRAFi+MEKi)逐步产生获得性耐药的同时,肿瘤微环境也会转变为免疫逃逸性,导致对免疫治疗的“交叉耐药”,也算很特别了[4]。
初步实验的结论与既往探索一致,即在体外实验中面对已激活的肿瘤特异性CD8+T细胞面前,未经治疗(下文简称NTT)或已发生耐药(简称RTT)的黑色素瘤细胞都无法抵御杀伤,但实验换到模型小鼠体内进行时,CD8+T细胞就无法清除RTT肿瘤,而肿瘤微环境中发生的相应改变,则是单核细胞占比显著减少,免疫抑制性肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)大增,与NTT肿瘤微环境中单核细胞占免疫细胞比例最多就完全不同。
单核细胞数量与CD8+T细胞的杀伤效果挂钩
很显然,肿瘤微环境中单核细胞或者说髓系细胞的变化,和CD8+T细胞的杀伤效果高度相关,免疫荧光显微镜观察也证实,NTT肿瘤内的CD8+T细胞确实在距离上非常接近单核细胞和1型经典DCs(cDC1s),能形成相互作用“枢纽”(Hub),而且由于前者在微环境中数量更多,CD8+T细胞更主要的相互作用对象也是它们,但在RTT肿瘤中就没有上述现象。
而此前提到的CD8+T细胞在肿瘤微环境中被“再刺激”,也同样在本次研究中有所体现,具体还可分为短暂的增殖爆发(proliferative burst)和向效应记忆T细胞表型分化两步,且再刺激是否发生也主要取决于局部肿瘤免疫微环境,在小鼠腹部的左右两侧分别植入NTT和RTT肿瘤时,RTT肿瘤内的CD8+T细胞激活就明显不及对侧。
说到这里,是不是感觉单核细胞对CD8+T细胞激活的影响还不明显?研究者们也想到了,接下来的挽救实验显示,即使在缺少功能性cDC1s的小鼠(Rag2–/–Batf3–/–)身上,仅向NTT肿瘤微环境内注射单核细胞,也能使CD8+T细胞受到再刺激并发生数量扩增。而单核细胞激活CD8+T细胞则有两个前提,一个是奇点糕提到的,需要β2-微球蛋白(B2M)参与的“MHC变装”,另一个则是CXCL9/CXCL10等关键炎性趋化因子/细胞因子正常表达。
炎性单核细胞对CD8+T细胞的激活至关重要
通过分析RTT肿瘤的测序数据,研究者们也找到了癌细胞反制单核细胞激活CD8+T细胞的两招,即下调IFN-I应答和分泌PGE2,特别是PGE2既能抑制单核细胞又能抑制cDC1s,IFN-I也是单核细胞向炎性表型转化的关键调控因子,而这两招都是癌细胞通过激活MAPK通路来实现的,只能说癌细胞玩得好一手一箭双雕、一石多鸟啊。
但只要招数暴露了,反制手段总会有的,更何况癌细胞这次用的招数也不算很邪乎,比如增多的PGE2就能用选择性COX2抑制剂来解决,早就用于临床的阿扎胞苷等化疗药物也能激活IFN-I应答,把这些手段和现有免疫治疗组合起来,重新调动单核细胞、再激活CD8+T细胞,正向调节免疫应答也就不在话下啦。
调动单核细胞和cDC1s,可有效增敏过继性细胞免疫疗法
参考文献:
[1]Elewaut A, Estivill G, Bayerl F, et al. Cancer cells impair monocyte-mediated T cell stimulation to evade immunity[J]. Nature, 2024.
[2]Campana S, De Pasquale C, Carrega P, et al. Cross-dressing: an alternative mechanism for antigen presentation[J]. Immunology Letters, 2015, 168(2): 349-354.
[3]Mellman I, Chen D S, Powles T, et al. The cancer-immunity cycle: Indication, genotype, and immunotype[J]. Immunity, 2023, 56(10): 2188-2205.
[4]Haas L, Elewaut A, Gerard C L, et al. Acquired resistance to anti-MAPK targeted therapy confers an immune-evasive tumor microenvironment and cross-resistance to immunotherapy in melanoma[J]. Nature Cancer, 2021, 2(7): 693-708.
本文作者丨谭硕