《自然·免疫学》：肿瘤“流放”T细胞！科学家首次揭示肿瘤通过淋巴管外排T细胞之谜

在临床治疗中，最让人无奈的可能是免疫排斥型肿瘤了。

这类肿瘤看上去明明被T细胞包围了，但是免疫治疗效果却不尽如人意。究其原因，在于肿瘤周围的这些T细胞只围观不动手。

为了破免疫排斥型肿瘤设的局，科学家们付出了不少努力。有研究发现，肿瘤相关成纤维细胞产生的胶原纤维会沉积在肿瘤实质周围，形成了一道保护屏障，T细胞过不去只能隔墙观望[1]。

也有研究团队在研究包围在肿瘤周围的T细胞究竟是从哪里来的，纽约大学朗格尼健康中心Amanda W. Lund团队就是其中之一。

近日，Lund团队在著名期刊《自然·免疫学》上发表了一项重要研究成果[2]，让我们再一次见识到了肿瘤对付免疫细胞的手段。

他们发现，在肿瘤的调控下，肿瘤相关淋巴管内皮细胞会产生趋化因子CXCL12，T细胞（主要表达干性标志物TCF1）表面的受体CXCR4结合并识别CXCL12后，就会顺着淋巴管离开肿瘤内部，被封存在肿瘤的周围。

需要注意的是，这个过程还受肿瘤抗原的调节。具体来说，高亲和力抗原可以下调CXCR4，并上调CXCL12诱饵受体的表达，从降低而T细胞对CXCL12的敏感性，增加T细胞留在肿瘤内的机会。遗憾的是，肿瘤中存在大量低亲和力抗原，以及低亲和力抗原呈递细胞，因此肿瘤中很多T细胞被排到肿瘤之外。

不过，Lund团队的研究表明，抑制CXCR4的活性或者CXCL12的产生，可以让T细胞留在肿瘤内，增强治疗效果。

论文首页截图

近年来，科学家已经注意到，淋巴管的存在与免疫抑制有关。

在临床前模型中，也有科学家注意到CD4或CD8阳性T细胞会通过淋巴管离开肿瘤微环境[3]。不过背后的机制，一直还无人知晓。

Lund团队推测，淋巴管介导了效应CD8阳性T细胞的外排，进而限制了具有广泛功能的T细胞在肿瘤微环境中的积累。他们以黑色素瘤为研究对象，验证了上述推测。

与其他研究一样，他们也在黑色素瘤小鼠模型中观察到了免疫排斥现象：肿瘤周围的淋巴管附近聚集了大量的CD8阳性T细胞，而肿瘤中T细胞却非常少。

黑色素瘤小鼠模型中的免疫排斥现象

如果抑制肿瘤相关淋巴管的形成的话，肿瘤中的T细胞就会增加。由于循环中的T细胞水平保持不变，且淋巴管缺陷的肿瘤微环境中T细胞增殖水平降低，因此可以认为淋巴管确实是肿瘤外排T细胞的通道。

基于小鼠体内的实验，Lund团队发现具有肿瘤抗原特异性的T细胞会被排出肿瘤，即使是表达高亲和力TCR的T细胞也被排出肿瘤。从转录组水平来看，瘤内的CD8阳性T细胞富集了在耗竭期间上调的基因，而排到肿瘤之外的CD8阳性T细胞则富集了在耗竭期间下调的基因。

值得注意的是，被排出肿瘤的干性标志物TCF1阳性，而保留在肿瘤内的T细胞不表达。我还记得埃默里大学医学院Haydn Kissick团队2019年发表在《自然》上的一项重磅研究成果[4]：肿瘤中存在的干细胞样CD8阳性T细胞是免疫治疗的关键，它们会与抗原呈递细胞相互作用，组成一个个独立的抗癌“根据地”。

干细胞样T细胞是免疫治疗的基石[5]

将这两个研究结合起来看，就会发现，肿瘤通过淋巴管的外排作用，拔除了免疫细胞在肿瘤中的“根据地”。

在对比人体数据和小鼠数据之后，Lund团队还发现从肿瘤微环境中排出的T细胞与富集在免疫治疗响应者肿瘤中的T细胞更为相似。因此，抑制T细胞外排，就有可能增强患者对免疫治疗的反应。

要想找到抑制T细胞外排的方法，就得先搞清楚肿瘤相关淋巴管调控T细胞外排的机制。

Lund团队的研究结果表明，肿瘤相关淋巴管内皮细胞会产生趋化因子CXCL12，CXCL12与T细胞表面的受体CXCR4结合后，会促进T细胞顺着淋巴管离开肿瘤，被封存在肿瘤的外围。而阻断CXCL12-CXCR4信号通路，就可以将T细胞留在肿瘤内。

CXCL12与T细胞外排

有意思的是，CXCR4的表达水平取决于TCR的亲和力，TCR与抗原的亲和力越强，CXCR4的水平越低，T细胞留在肿瘤内的可能性就越大；TCR与抗原的亲和力越低，CXCR4的水平越高，T细胞留在肿瘤内的可能性就越小。Lund和他的同事认为，肿瘤微环境中的抗原极其多样，而这种多样性及亲和力的差异，会导致肿瘤内效应T细胞的异质性较强。

上述机制表明，CXCL12-CXCR4信号通路是提高免疫治疗效果的关键所在。基于小鼠的研究，Lund团队发现，CXCR4抑制剂确实能提高PD-L1抑制剂的治疗效果，甚至特异性消除淋巴管的CXCL12就可以显著抑制肿瘤的生长。

总的来说，Lund团队这个研究阐明了肿瘤相关淋巴管外排T细胞的机制，以及被外排的T细胞类型和特点，让我们对癌症免疫治疗有了新的认知。

更重要的是，他们还找到了改善免疫治疗效果的潜在方法。Lund和他的同事表示，未来他们会围绕肿瘤相关淋巴管展开更深入的研究，寻找更多延长T细胞在肿瘤内停留时间的方法。

参考文献：

[1].Grout JA, Sirven P, Leader AM, et al. Spatial positioning and matrix programs of cancer-associated fibroblasts promote T cell exclusion in human lung tumors. Cancer Discov. 2022. doi:10.1158/2159-8290.CD-21-1714

[2].Steele, M.M., Jaiswal, A., Delclaux, I. et al. T cell egress via lymphatic vessels is tuned by antigen encounter and limits tumor control. Nat Immunol. 2023. https://doi.org/10.1038/s41590-023-01443-y

[3].Li Z, Tuong ZK, Dean I, et al. In vivo labeling reveals continuous trafficking of TCF-1+ T cells between tumor and lymphoid tissue. J Exp Med. 2022;219(6):e20210749. doi:10.1084/jem.20210749

[4].Caroline S. Jansen, Nataliya Prokhnevska, Viraj A. Master, et al. An intra-tumoral niche maintains and differentiates stem-like CD8 T cells[J]. Nature, 2019.  DOI：10.1038/s41586-019-1836-5

[5].Kumar Vodnala S, Restifo NP. Identifying the source of tumour-infiltrating T cells. Nature. 2019;576(7787):385-386. doi:10.1038/d41586-019-03670-6