《自然·免疫学》：找到“反卷”T细胞！缺氧可让耗竭T细胞产生免疫抑制效果

当T细胞加班加点地对抗肿瘤时，它们会进入一种精疲力竭的状态（T细胞耗竭），不再正常工作。在之前的认知中，大家大多觉得T细胞只是自身“躺平”了而已，而最近的这项研究发现，在肿瘤缺氧的环境中，终末耗竭的T细胞还会“化身叛徒”，阻止其他的T细胞“卷”。

来自美国匹兹堡大学免疫学系的Greg M. Delgoffe团队在《自然·免疫学》期刊发表重要研究成果，他们发现缺氧可以增强终末耗竭T细胞上CD39的表达，从而制造出一种免疫抑制微环境，来抑制其他T细胞的功能[1]。这一发现拓展了我们对耗竭性T细胞的认知，并可能为肿瘤免疫治疗带来新的思路。

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在肿瘤中，T细胞会表现出一种“耗竭”的异常功能状态。先前的研究已经知道，CD8 T细胞的耗竭不是一个单一的状态，其中表达转录因子TCF-1的耗竭前体T细胞（pTex）具有自我更新能力，并可以进一步变为不表达TCF-1的终末耗竭T细胞（tTex）[2]。

肿瘤中tTex细胞的富集往往和较差的免疫检查点抑制剂治疗反应相关[3,4]。之前的研究大多认为这是T细胞功能丧失的结果，而Greg M. Delgoffe团队却猜测，会不会不仅是T细胞本身耗竭了，它们还促进了免疫抑制性肿瘤微环境的形成呢？

大家知道，Treg细胞发挥着免疫抑制功能。Greg M. Delgoffe团队发现，随着CD8 T细胞走向终末耗竭，tTex细胞会倾向于上调Treg细胞相关的基因。

为了确定肿瘤中的tTex细胞是否确实具有抑制功能，研究人员将B16-F10黑色素瘤小鼠的Treg细胞以及耗竭性T细胞分选出来，与其他T细胞进行共培养。结果发现，tTex和Treg细胞对共同培养的T细胞有着类似的抑制作用，而pTex细胞则没有表现出抑制能力。

终末耗竭T细胞（Tex）和Treg细胞对共培养的T细胞有着类似的抑制作用，而耗竭前体T细胞（pTex）没有表现出抑制能力。

此外，研究人员还在其他免疫治疗不敏感的肿瘤模型（例如Clone24，MEER模型）中验证了这一发现。然而有趣的是，从免疫检查点抑制剂治疗敏感的MC38结肠癌小鼠肿瘤中分离的tTex并没有表现出抑制功能。这些数据提示，tTex细胞所处的环境可能对它的抑制功能有着关键作用。

那么，tTex细胞是如何发挥抑制功能的呢？

Treg细胞可以通过分泌IL-10来发挥抑制作用，先前也有研究发现了一群分泌IL-10的CD8 T细胞[5]。然而Il10敲除的tTex细胞与野生型tTex细胞有着相似的抑制功能，说明tTex细胞并非通过IL-10发挥抑制功能。

先前的研究还表明，Treg细胞上高表达的CD39和CD73可以将凋亡细胞释放的ATP水解为腺苷，从而发挥抑制功能[6]。在人和小鼠的肿瘤中，CD39可以作为终末耗竭CD8 T细胞的标志分子[7, 8]。Greg M. Delgoffe团队发现，tTex细胞上CD39的表达水平与其抑制功能表现出正相关。

tTex细胞上CD39的表达水平与抑制能力正相关。

但是与Treg细胞不同的是，CD8 tTex细胞虽然会高表达CD39，但并不会同时高表达CD73。因此，研究人员推测tTex细胞上表达的CD39，可能和周围其他细胞上表达的CD73一起产生腺苷，从而制造免疫抑制的微环境。

为了证明这一猜测，研究人员从CD73敲除小鼠中分离出T细胞和抗原呈递细胞，并与野生型tTex细胞共培养，结果发现tTex细胞的抑制能力显著降低。此外，敲除T细胞的CD39可以使tTex细胞的抑制功能完全丧失，并可以减缓肿瘤生长。在效应T细胞中过表达CD39可以抑制自身和邻近T细胞的功能。

敲除T细胞上的CD39（Entpd基因）可以使tTex细胞的抑制功能完全丧失。

基于这些发现，研究人员又进一步探究了靶向CD39在肿瘤治疗中的作用。他们发现，CD8 T细胞中CD39的缺失本身可以在一定程度上减缓肿瘤进展。

更有意思的是，在CD39缺失的情况下，免疫检查点抑制剂的治疗效果得到显著增强，肿瘤浸润T细胞的效应功能也得到显著提高。这提示靶向抑制CD39介导的免疫抑制通路可以重新激活抗肿瘤免疫反应，并可增强肿瘤免疫治疗的效果。

敲除CD39可以增强免疫检查点抑制剂的治疗效果。

先前的研究表明，缺氧、氧化应激和促炎介质均可诱导CD39的表达[9]。Greg M. Delgoffe团队发现，相比于pTex细胞，tTex细胞经历了明显的缺氧，且缺氧程度与细胞表面CD39的表达正相关。体外培养也发现，在缺氧条件下培养的CD8 T细胞表达更高水平的CD39，而敲除缺氧诱导因子-1（Hif1α）可以阻止CD39的升高。

CD39的表达与缺氧程度正相关。

前面我们提到MC38肿瘤浸润的tTex细胞大多是非抑制性的，而这些tTex细胞大多也低表达CD39，且与B16-F10等其他肿瘤相比，这些tTex细胞所处环境的缺氧程度也更低。此外，敲除肿瘤细胞的线粒体复合体I亚基Ndufs4可以显著降低肿瘤缺氧程度，在Ndufs4敲除的B16-F10肿瘤中浸润的tTex细胞也表现出较低的CD39表达。

Greg M. Delgoffe团队之前的研究发现，阿昔替尼和二甲双胍可以使缺氧肿瘤对免疫检查点抑制剂变得敏感。在本研究中，他们进一步发现阿昔替尼和二甲双胍可以降低肿瘤缺氧程度，并可降低tTex细胞上CD39的表达水平，进而降低tTex细胞的免疫抑制功能。这些结果提示，改善肿瘤的缺氧环境，也可能成为增强肿瘤免疫反应的潜在新策略。

总的来说，这项研究发现肿瘤中终末耗竭的T细胞不仅表现出功能障碍，还会表现出免疫抑制的作用。肿瘤的缺氧环境可以诱导tTex细胞上CD39的表达，进而参与腺苷代谢来制造免疫抑制微环境。通过靶向肿瘤缺氧或CD39的活性，可以减弱tTex细胞的抑制功能，这一发现可能为肿瘤免疫治疗带来新的思路。

参考文献

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