《细胞》：科学家首次发现，T细胞入瘤时间受昼夜节律调控，上午“上门”抗癌的积极性更高

瑞士日内瓦大学的Christoph Scheiermann、王宸等人今日发表在顶刊《细胞》上的最新研究成果提示，正如我们每天按时打卡上下班一样，CD8+T细胞在肿瘤中的“出勤”也严格遵循昼夜节律。

他们揭示，人类在早午时段，或小鼠在晚上时段，免疫细胞向肿瘤迁移的数量会增加、具有更强的抗肿瘤特性，这种波动由免疫细胞自身以及血管内皮细胞的内在生物钟共同调控。

利用肿瘤浸润CD8+T细胞的这一特点，通过调整治疗时间，可以显著提高嵌合抗原受体T细胞疗法和免疫检查点阻断疗法对小鼠的疗效，并观察到肿瘤浸润T细胞的昼夜节律特征与黑色素瘤患者的生存率相关。

论文首页截图

我们的生物钟控制着身体的许多生理过程，从睡眠到觉醒，从饮食到能量消耗。近年来不断有研究指出，免疫系统的功能和活动也表现出明显的昼夜周期性变化，这种变化影响着它们在体内的分布和免疫反应相关表型。这种现象或可解释小鼠和人类对疫苗的昼夜节律依赖性反应，已扩展至抗肿瘤疫苗的使用。

肿瘤浸润淋巴细胞，特别是CD8+T细胞，其数量和功能是控制肿瘤生长和影响免疫治疗反应的关键因素。目前我们还不知道肿瘤浸润CD8+T细胞是否存在有规律的“工作”时间，这便是Christoph Scheiermann、王宸等人此次的研究目的。

在这项研究中，研究者们通过在一天中不同时间点收集黑色素瘤小鼠的肿瘤组织观察到，小鼠处于正常光暗周期或全黑环境中时，多种类型肿瘤浸润淋巴细胞的数量存在昼夜节律变化，在晚上（ZT13）达到峰值，早上（ZT1）达到谷值。这意味着，肿瘤浸润淋巴细胞的数量是由内在生物钟控制，而非单纯由外部光照条件驱动。

小鼠肿瘤浸润淋巴细胞数量在一天中的变化

进一步研究揭示，在不同时间段，肿瘤浸润淋巴细胞的增殖、凋亡或流出数量并没有显著差异，只是从血液向肿瘤的输入情况有所改变。而免疫细胞什么时间该浸润到肿瘤里，取决于肿瘤血管内皮细胞的细胞间黏附分子1（ICAM-1），ICAM-1表达水平在晚上较早晨相比显著提高。

除此之外，肿瘤浸润淋巴细胞自身也存在内在生物钟，其表型随时间有所改变。拿小鼠肿瘤浸润CD8+T细胞来说，与激活、抑制、迁移、抗肿瘤效应功能相关的基因表达在一天中呈现时间差异，晚上相比早晨显示出更强的抗肿瘤特性，非耗竭状态细胞比例更高，且免疫检查点蛋白PD-1的表达水平在晚上达到最低点。

小鼠肿瘤浸润CD8阳性T细胞的表型具有昼夜节律特性

掌握了肿瘤浸润T细胞的“工作时间”，研究者们尝试将其应用于免疫治疗。

一是评估与嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）疗法的结合效果。植入人弥漫大B细胞淋巴瘤的小鼠实验结果显示，在ZT13时段进行人CAR-T细胞输注能够显著缩小肿瘤体积，而ZT1时段输注对肿瘤控制没有影响。

二是评估与PD-1抑制剂疗法的结合效果。在黑色素瘤或结直肠癌小鼠模型中，ZT13时段进行PD-1抑制剂治疗能够比ZT1时段更有效地抑制肿瘤生长，显著增强肿瘤浸润T细胞的激活和细胞毒性功能，表明这种昼夜时间效应适用于多种肿瘤类型。

输注时间影响小鼠CAR-T疗法效果

输注时间影响小鼠PD-1抑制剂疗效

以上结果揭示，只需将CAR-T的输注时间或者PD-1抑制剂的给药时间，调整为肿瘤浸润T细胞在全天内最为”神采奕奕“的时间段，即可明显增强免疫治疗功效。

我们都知道，小鼠与人类的作息是完全颠倒的。通过分析不同时间段手术切除的患者黑色素瘤样本，以及采用机器学习算法预测模型分析TCGA数据集，研究者们发现人类肿瘤浸润CD4+或CD8+T细胞的数量和表型也呈现昼夜节律特性，总数量和抗肿瘤表型细胞比例在早午时段达到高峰。

不仅如此，黑色素瘤小鼠在晚上时段的肿瘤浸润T细胞基因表达特征，与黑色素瘤患者更高生存率相关，表明肿瘤浸润T细胞的功能昼夜节律变化影响着癌症患者的预后和治疗反应。

患者组织样本分析结果指出，人类肿瘤浸润T细胞也有昼夜节律特性

我们竭尽全力寻找能够显著提升免疫疗效的辅助策略，而答案可能远比我们想象的要简单：不是更多复杂的药物组合，而是更恰当的时间管理。

前年，Christoph Scheiermann团队在《自然》杂志发表研究，揭示了树突状细胞的节律性，并强调根据免疫系统的节律性改变给药时间点可以在很大程度上提高治疗效果。

本次研究则通过分析肿瘤浸润CD8+T细胞的昼夜节律特性，再次提供证据表明，与生物钟的同步深刻影响着免疫疗法的成败。适时的治疗，将治疗时间与患者内部生物钟同步，将是提高癌症治疗成功率的关键。