北京大学肿瘤医院

全球肿瘤快讯

本刊关注

研究发现树突状细胞在免疫治疗中的关键作用

发表时间:2019-01-04
作者:张庆奇

    研究发现我们之前对免疫治疗机制的认识中关于PD-1抗体抗肿瘤的理解可能错了,与PD-1抗体结合的T细胞必须收到树突状细胞指令才发挥抗肿瘤作用。研究者还发现增强PD-1抗体抗肿瘤效果的联合治疗方法,且这种联合治疗能使小鼠保持对肿瘤的免疫记忆,防止肿瘤复发。(Immunity. 2018 Dec 18;49: 1148-1161.e7. doi: 10.1016/j.immuni.2018.09.024)

    1.jpg

    人们一直以为只要PD-1抑制剂阻止肿瘤细胞踩免疫细胞的刹车,自然就有了抗肿瘤能力,事情可能并没这么简单。美国麻省总医院的研究者发现,当PD-1抗体结合到T细胞的PD-1受体上后,T细胞并未立即获得抗肿瘤能力,只有在另一种免疫细胞——树突状细胞发出授权信号后,杀伤性T细胞才能发挥杀灭肿瘤的作用。而杀伤性T细胞与树突状细胞之间通过干扰素γ和白介素12进行信息交流,其间涉及一系列信号通路激活。

    之前有研究表明,肿瘤内各种细胞因子包括IFN-γ和IL-12等很活跃,这两种细胞因子在免疫作用种扮演重要角色,但人们对其在抗肿瘤免疫中发挥的作用并不清楚。研究者决定深入探讨一下这两种细胞因子的作用,于是将 IFN-γ和IL-12打上荧光标签,然后用一种单细胞活体成像技术追踪这两个因子在肿瘤内的活动情况,其中肿瘤也用荧光进行了标记。

    活体成像结果显示,小鼠接受了PD-1抗体注射一天后,肿瘤中表达IFN-γ的细胞数量增加6倍,其中最多的就是具有肿瘤杀伤功能的杀伤性T 细胞。同时,表达IL-12的细胞数量增加12倍,这些细胞在形态上很像树突状细胞,且显示具有运动能力。

    2.jpg

    研究者对肿瘤中的细胞进行了单细胞测序,证实树突状细胞确实表达大量的IL-12。将小鼠的树突状细胞消除,再用PD-1抗体进行治疗,发现小鼠对肿瘤不再有免疫反应。用IL-12抗体中和掉IL-12,PD-1抗体同样不再起作用。提示只有当树突状细胞表达IL-12时,免疫治疗才发挥作用。也就是说,树突状细胞通过表达IL-12,赋予了杀伤性T细胞抗肿瘤活性。

    将肿瘤中的杀伤性T细胞消除后,树突状细胞表达IL-12也被抑制了,表明树突状细胞应该是接到了杀伤性T细胞的信号才发挥作用的。基于杀伤性T细胞表达大量IFN-γ,研究者推测IFN-γ是发出信号的信使。

    3.jpg

    果不其然,将IFN-γ阻断后,IL-12的表达也大幅削弱,提示树突状细胞可能通过感应IFN-γ,进而启动IL-12表达。用IL-12刺激杀伤性T细胞,发现杀伤性T细胞能生产更多的IFN-γ。提示杀伤性T细胞与树突状细胞,IFN-γ与IL-12之间形成相互促进的正向循环。

    研究者从黑色素瘤患者中提取了免疫治疗前后的肿瘤组织,将IL-12编码基因转入肿瘤组织中。检测发现,随着IL-12的表达,肿瘤组织中细胞溶解基因的表达也被激活,表明发生了肿瘤免疫反应。将肿瘤组织中浸润的杀伤性T细胞分离出来,用IL-12进行刺激,发现杀伤性T细胞具备了抗肿瘤活性,证实了IL-12能激活杀伤性T细胞。

    这些结果提示,使用PD-1抗体进行治疗后,需要树突状细胞表达IL-12授权,杀伤性T细胞才能发挥抗肿瘤效能。那么人工增强树突状细胞的这种授权,能否增加免疫治疗效果?测序发现,浸润到肿瘤组织中的树突状细胞生产IL-12时,受NF-κB通路调控。

    4.jpg

    研究者发现,通过药物激活NF-κB信号通路,进而能增加IL-12的表达。小鼠模型实验证实,用PD-1抗体免疫治疗的同时,激活NF-κB信号通路进行联合治疗,可显著提高免疫治疗效果。令研究者惊喜的是,当小鼠的肿瘤被联合治疗治好后,再次给小鼠移植肿瘤时,肿瘤无法重建,小鼠保持了对肿瘤的免疫记忆。

    这是学界首次发现树突状细胞在免疫治疗中发挥至关重要的作用,杀伤性T细胞的抗肿瘤活性需要由树突状细胞启动。该研究发现,激活NF-κB通路可增加树突状细胞的数量和IL-12的表达,进一步增加杀伤性T细胞的抗肿瘤活性。提示促进肿瘤内IL-12表达的药物可进一步提高抗肿瘤反应。需要更深入了解肿瘤中的树突状细胞,并探索激活这些细胞的药物是否对更多类型的肿瘤有效。

    (编译 张庆奇)