《自然·癌症》：γδ T细胞惊现促癌黑暗面！

γδ T细胞是一类“非常规” T细胞，仅占外周血T细胞群体中的一小部分。

不走寻常路的γδ T细胞，与其它T细胞上的抗原受体（TCR）组成结构不同，而且活化过程不依赖于MHC-抗原的配对识别。组织稳态发生变化时，γδ T细胞能够迅速响应，活化后快速产生细胞因子来对抵御病原体感染或抗肿瘤。这些特性，使得γδ T细胞成为细胞过继免疫治疗的强力候选者。此外，基于癌症基因组图谱（TCGA）的分析表明，γδ T细胞与大多数实体瘤的积极预后相关，是对预后最有利的一类免疫细胞[1]。

然而，看似美好的γδ T细胞似乎对我们有所隐瞒。

美国哈佛大学医学院的Lydia Lynch和她的同事们发现，结直肠癌肿瘤内，除了行使细胞毒性功能的γδ T细胞，还存在促进肿瘤细胞生长的γδ T细胞，表达与伤口愈合相关的双调蛋白（AREG）。不仅如此，他们开发了一种扩增方式对γδ T细胞进行优化，使其过继转移给结直肠癌小鼠后，不再产生AREG，而是仅表现为细胞毒性表型，明显抑制肿瘤生长[2]。

文章于近日发表在《自然·癌症》期刊上。

论文首页截图

基于TCGA数据库，Lydia Lynch等人首先发现，在卵巢癌、肺腺癌、子宫内膜癌中，高水平的肿瘤浸润γδ T细胞与患者更高的生存率相关，但在结直肠癌中并没有显著相关性。也就是说，在不同癌症类型中，γδ T细胞可能有着不止一副面孔。

为了探索是否具有异质性，研究者们对子宫内膜癌和结直肠癌肿瘤内的γδ T细胞，展开一系列单细胞RNA测序（scRNA-seq）等分析。

结果显示，γδ T细胞的基因表达模式更接近于自然杀伤细胞（NK）和先天性淋巴细胞（ILCs），而不是CD8+T细胞、CD4+T细胞。肿瘤内的γδ T细胞高表达颗粒酶B、穿孔素、IFN-γ等细胞毒性效应分子，低表达PD-1、CTLA4等免疫检查点。

根据功能表型，研究者们发现，子宫内膜癌肿瘤浸润γδ T细胞整齐划一，只有一种表型，即细胞毒性。结直肠癌肿瘤内的γδ T细胞却没有统一干着杀伤肿瘤细胞的活儿，而是分为细胞毒性、伤口愈合、中间过渡这三种表型。

具体来看，细胞毒性效应分子和免疫检查点在细胞毒性表型γδ T细胞中表达量最高，在伤口愈合表型γδ T细胞表达量中最低。能够促进组织修复的双调蛋白（AREG）只在伤口愈合表型和中间过渡表型γδ T细胞中表达，且在前者高表达。

结直肠癌肿瘤里有三股γδ T细胞势力

接下来，研究者们发现，实际上无论是在健康组织还是肿瘤组织中，NK细胞、树突状细胞等多种免疫细胞都有表达AREG蛋白。只不过，唯独γδ T细胞会在肿瘤组织中上调表达AREG。

与健康组织相比，结直肠癌组织中，γδ T细胞表达的AREG水平上调，尤其是在“冷肿瘤”——没有DNA错配修复缺陷（MMRp）的结直肠癌中，AREG水平更高；而在对免疫治疗敏感、具有DNA错配修复缺陷（MMRd）的结直肠癌中，γδ T细胞表达的IFN-γ水平上调。

与AREG、IFN-γ表达水平变化相符，不同功能表型的γδ T细胞分布情况有变。中间过渡表型γδ T细胞在健康结直肠组织中占主导地位，在肿瘤中减少；细胞毒性和伤口愈合表型γδ T细胞在肿瘤中聚集，且分别在MMRd、MMRp结直肠癌中所占比例更高。

不同类型结直肠癌中的γδ T细胞表型分布情况，以及AREG或IFN-γ表达情况（每张小图左→右：健康组织、MMRP肿瘤、MMRD肿瘤）

研究者们进一步对不同表型γδ T细胞的免疫特征进行描述。结果显示，IFNγ+TIGIT+γδ T细胞表现为细胞毒性表型，AREG+NKp80+细胞表现为伤口愈合表型。还有一类同时表达TIGIT和NKp80的γδ T细胞群体，即中间过渡表型。

通过在培养皿中进行细胞划痕实验以模拟组织创伤，他们发现，AREG+NKp80+γδ T细胞能够诱导两种人结直肠癌细胞（SW480、HCT116）增殖，拥有促进肿瘤组织修复的能力。如果使用西妥昔单抗处理来阻断AREG与其受体EGFR的互作，可以抑制AREG+NKp80+γδ T细胞的效果。

AREG+NKp80+γδ T细胞促进结直肠癌细胞增殖，修复划痕

以上结果指出，结直肠癌肿瘤中的γδ T细胞存在两股势力。一方通过表达IFN-γ等效应因子，担负着杀伤肿瘤细胞的作用；另一方则是通过表达AREG蛋白帮肿瘤救死扶伤，促进肿瘤细胞增殖、修复伤口。还有一部分中间过渡γδ T细胞，兼具两大势力的表型。

既然如此，γδ T细胞要想成为细胞过继免疫疗法的候选者，得想办法抑制其表达AREG蛋白才行，不然反向成为给肿瘤加油鼓劲了。

于是，研究者们使用IL-1、IL-18、αCD3、αCD2等因子在体外诱导γδ T细胞扩增，并进行一系列条件优化。最终，他们开发出一种能够增强γδ T细胞的细胞毒性并提高其代谢活性的扩增方法。

γδ T细胞得改造一下才能用[3]

在结直肠癌患者来源的异种移植瘤小鼠模型中，研究者们对γδ T细胞过继免疫治疗的效果进行验证。

结果显示，将强化过的γδ T细胞转移到携带肿瘤的小鼠体内后，与对照组（PBS处理）相比，小鼠肿瘤生长得到显著抑制。这些γδ T细胞在肿瘤微环境中稳定扩增，表达更高水平的IFN-γ，更重要的是，在肿瘤以及其它任何器官组织中都不产生AREG蛋白。

强化过的γδ T细胞几乎不表达AREG（第一代方法Gen1优化后得到第二代Gen2）

总体来说，Lydia Lynch等人揭示，正常组织或肿瘤组织中的γδ T细胞具有明显异质性，分别具有细胞毒性和促进伤口愈合的功能。对此，他们通过优化细胞扩增方法，获得了杀伤、代谢能力增强的γδ T细胞，在小鼠体内表现出更强的抗肿瘤效应，不再表达AREG蛋白，这为结直肠癌免疫治疗提供了新的思路。

参考文献：

[1]Gentles, A. J. et al. The prognostic landscape of genes and infiltrating immune cells across human cancers. Nat. Med. 21, 938–945 (2015).

[2]https://www.nature.com/articles/s43018-023-00589-w

[3]Coffelt, S.B., Suzuki, T. The two sides of the γδ T cell coin. Nat Cancer (2023). https://doi.org/10.1038/s43018-023-00587-y