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让DC靠近并激活T细胞,TIM-3抑制剂竟是抗癌届的“红娘

发布时间: 2022-03-08  点击次数: 1163次
  近年来,免疫检查点阻断疗法(ICB)大行其道。尤其在PD-1抑制剂大放异彩之后,其他的免疫检查点亲友们如TIM-3也不甘落后,雨后春笋一般,纷纷开始探索各自在肿瘤治疗方面的应用。看似红红火火轰轰烈烈,但实际上有效率并没有那么高,而且还得具体看是哪种肿瘤。比如,PD-1抑制剂治疗三阴性乳腺癌的有效率就不足10%。PD-1抑制剂或PD-L

 

 

近年来,免疫检查点阻断疗法(ICB)大行其道。尤其在PD-1抑制剂大放异彩之后,其他的免疫检查点亲友们如TIM-3也不甘落后,雨后春笋一般,纷纷开始探索各自在肿瘤治疗方面的应用。

看似红红火火轰轰烈烈,但实际上有效率并没有那么高,而且还得具体看是哪种肿瘤。比如,PD-1抑制剂治疗三阴性乳腺癌的有效率就不足10%。PD-1抑制剂或PD-L1抑制剂治疗的有效率一般和肿瘤细胞是否表达PD-L1有关。临床数据显示,治疗有效与否,靠的不是简单地重激活已经耗竭的肿瘤浸润T细胞(TIL)——能引发系统性的免疫反应才是治疗有效的主要原因。

新一代的ICB靶点包括TIM-3,虽然最初是在T细胞表面被发现的,但其实TIM-3在树突细胞(cDC)等先天免疫细胞上表达得更多。有研究发现,敲除cDC细胞的TIM-3能提升它的抗肿瘤能力,然而从T细胞中敲除TIM-3却不会影响肿瘤生长。

Brian Ruffell研究组2018年曾在Cancer Cell报道过,阻断TIM-3能提升紫杉醇(PTX)对乳腺癌的治疗效果。在这个研究中,Ruffell团队还发现TIM-3本身在CD8+ T细胞中不表达,但通过TIM-3抑制剂调节cDC细胞上表达的TIM-3,可以提升由CD8+ T细胞介导的疗效。不过,TIM-3阻断是如何间接地通过CD8+ T细胞提升抗癌功能的,目前还不清楚。

最近,Ruffell团队又更新了他们对这一问题的研究进展,成果发表在《肿瘤免疫治疗(JITC)》杂志上[3]。

简单来说,阻断TIM-3提升了cDC细胞中的趋化因子CXCL9和IL-12的表达,CXCL9促进了cDC1和CD8+ T细胞在空间位置上彼此靠近;而IL-12则增强了CD8+ T细胞介导的免疫反应,提升了紫杉醇(PTX)化疗中效应T细胞的功能。

也就是说,TIM-3抑制剂+紫杉醇(aTIM-3/PTX)这对组合,由TIM-3抑制剂在肿瘤内提升趋化因子和细胞因子,拉近cDC和T细胞的距离,提升T细胞的战斗力;同时紫杉醇从肿瘤外部攻破,内外呼应,共同协作消灭肿瘤。

T细胞表面的趋化因子受体CXCR3有三种配体:CXCL9,CXCL10和CXCL11。Ruffell团队之前的研究已经发现,阻断CXCR3会降低aTIM-3/PTX的抗肿瘤效果[2]。为了最终弄清CD8+T细胞在aTIM-3/PTX治疗中的作用机制,首先要确定哪个才是起到关键作用的趋化因子。

在放射清髓预处理后,Ruffell团队给小鼠移植不同种类的骨髓:野生型,Cxcl9-/-,或者Cxcl10-/-。6周后植入PyMT乳腺肿瘤细胞。

结果发现,aTIM-3/PTX抑癌效果在移植了野生型和Cxcl10-/-骨髓的小鼠中没有差别,说明CXCL10在这个过程中不是关键因素。而aTIM-3/PTX治疗在Cxcl9-/-小鼠中则没有效果,证明CXCL9是必要的趋化因子。也就是说,有了cDC1细胞生产的CXCL9,aTIM-3/PTX治疗才能起效。

一般说到实体瘤免疫治疗原理,第一个想法都是看看能不能增强免疫细胞对肿瘤的浸润。虽说aTIM-3/PTX治疗是依靠CD8+T细胞起效的,但治疗后肿瘤中的T细胞数目并没有上升。不过,研究人员注意到,超过60%的肿瘤浸润CD8+ T细胞表面都有CXCR3。那么CXCR3趋化因子信号通路是否能调控CD8+ T细胞的活化和效应功能呢?

在体外实验中,接受aTIM-3/PTX治疗后,IFNg+ CD8+ T细胞明显增多。如果在此基础上,再用CXCR3抑制剂来抑制CXCR3,则aTIM-3/PTX治疗失效,IFNg+CD8+ T细胞减少。所以aTIM-3/PTX治疗肿瘤,是靠增强CD8+T细胞功能来实现的。也就是说,CXCR3受体调控T细胞效应功能,但是不负责募集更多的T细胞进入肿瘤。

考虑到TIM-3抑制剂治疗的原理同时涉及cDC1和CD8+ T细胞,研究组接下来又查看了aTIM-3/PTX是否影响了cDC的抗原呈递功能。他们利用追踪荧光标记的肿瘤细胞,发现aTIM-3/PTX治疗并没有影响cDC或巨噬细胞对肿瘤抗原的摄取。

研究组尝试的另一个设想是:cDC1产生的CXCL9是否能增强cDC1和CD8+T细胞之间的互动,从而实现调节cDC1来增强CD8+T细胞的功能呢?

通过对肿瘤组织切片并进行免疫荧光染色得知,aTIM-3/PTX治疗诱导了CD8+ T细胞(尤其是Ki67+的CD8+T细胞)和cDC1细胞间的平均距离缩短,而且这一过程需要CXCL9的参与才能实现。所以,aTIM-3/PTX治疗拉近了肿瘤中cDC1和CD8+ T细胞的相对距离。

最后,研究人员探索了cDC1和CD8+T细胞的互动影响aTIM-3/PTX治疗效果的具体机制。

考虑到CXCR3的配体CXCL9并没有活化T细胞的作用,所以机理可能是提高局部细胞因子浓度,从而增强T细胞的功能。

cDC1是肿瘤内IL-12的主要来源,IL-12能促使活化的CD8+ T细胞产生IFNγ。

在这个研究中,Ruffell和他的同事也发现,在aTIM-3/PTX的作用下,在以cDC为圆心,半径<100μm的范围里,IL-12的浓度最高,而且在这个范围里也检测到了更多的CD8+T细胞。

在小鼠骨髓移植实验中,定向消除能表达IL-12的cDC1细胞后,aTIM-3/PTX治疗无效果,不能抑制肿瘤生长。因此,cDC1产生的IL-12对aTIM-3/PTX治疗至关重要。

至此,aTIM-3/PTX抗癌的机制就搞清楚了。大致如下:在乳腺癌小鼠模型中,给予aTIM-3/PTX治疗,可以增加cDC1中趋化因子CXCL9和细胞因子IL-12的表达,趋化因子CXCL9促使肿瘤内的cDC1和CD8+T细胞彼此靠近,提升了IL-12的局部浓度,增强CD8+T细胞生成IFNγ的能力