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《自然·癌症》:旁观者T细胞终于站出来了!中国科学家发明新型癌症免疫疗法,让“吃瓜”T细胞下场抗癌!

来源:奇点糕 2024-06-17 10:02

溶瘤病毒是一类具有选择性杀伤肿瘤细胞能力的病毒,在感染肿瘤细胞的同时还能将多种分子引入肿瘤细胞。

肿瘤免疫是癌症研究极为重要的方向,近年有了许多突破性进展,比如已经广泛应用的免疫检查点抑制剂,给人们带来了鼓舞和希望。

然而,有两个难以逾越的障碍横亘在研究者面前,其一是,特异性识别肿瘤抗原的T细胞大多处于耗竭状态,增殖能力差,杀伤能力弱;其二是,肿瘤微环境中存在着大量“吃瓜群众”,主要识别病毒,被称为旁观者T细胞(TBYS),特异性T细胞只占很小一部分。

能杀肿瘤的T细胞本来功能就很差,同时数量又不多,你说靠他们消灭肿瘤有多难。

有趣的是,近来研究发现,TBYS有着记忆T细胞的特征[1-2]。这让科学家们不禁畅想,能让数量更大、功能更好的旁观T细胞对抗肿瘤吗?

近日,由陆军军医大学叶丽林、中国农业大学张国中、北京大学白凡及南京大学李颜领衔的研究团队,在著名期刊《自然·癌症》发表研究成果,让这种畅想变成了现实[3]。

他们利用溶瘤病毒载体将TBYS细胞识别的抗原表位递送到肿瘤细胞中(称为OV-BYTE疗法),从而激活本是“吃瓜群众”的TBYS细胞,去识别并杀伤肿瘤,有效控制了肿瘤进展,为治疗肿瘤提供了新的解决方案。

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论文首页截图

研究者首先探讨了病毒特异性TBYS细胞的特征,并对CD8阳性TBYS、CD4阳性TBYS进行了详细分析。他们发现,这群细胞在表型和功能上与记忆T细胞(TMEM)更为相似。此外,CD8阳性TBYS细胞还有着组织驻留记忆T细胞(TRM)特征,而CD4阳性TBYS在肿瘤微环境中主要分化为TH1辅助T细胞,兼具中央记忆T细胞(TCM)和组织驻留记忆T细胞(TRM)特征。

这与既往研究结果相印证,TBYS细胞确实有功能记忆特征,有利用的可能。

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CD8阳性TBYS、CD4阳性TBYS与记忆T细胞特征相似

接下来研究者提出假设,把病毒特异性TBYS细胞识别的抗原表位转到溶瘤病毒上,然后再用溶瘤病毒去感染肿瘤细胞,或许就能把TBYS细胞识别的抗原递送到肿瘤细胞,从而让TBYS细胞识别并杀伤肿瘤。

溶瘤病毒是一类具有选择性杀伤肿瘤细胞能力的病毒,在感染肿瘤细胞的同时还能将多种分子引入肿瘤细胞。研究者将编码LCMV GP(淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒糖蛋白)的基因插入到NDV rSG10株(新城疫病毒)中,命名为NDV-GP,然后用NDV-GP感染肿瘤细胞系,来评估NDV-GP感染肿瘤细胞并递送LCMV GP表达的能力。

结果发现NDV-GP确实能感染肿瘤细胞,并在肿瘤细胞内表达LCMV GP转基因,促进了肿瘤细胞MHC I类和II类分子表达上调。这说明使用溶瘤病毒不仅能够将TBYS细胞识别的抗原转到肿瘤细胞上,还可以提高肿瘤细胞提呈抗原的能力。体外杀伤实验也证实,LCMV GP特异性T细胞能够杀伤被NDV-GP感染的肿瘤细胞。

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NDV-GP感染后,肿瘤细胞表达病毒抗原

得到了这一振奋的结果,研究者设计了一系列体内动物实验,先让小鼠感染LCMV病毒,这样小鼠体内能够产生针对LCMV的记忆T细胞,接着给小鼠种移植瘤,一段时间后再把转了LCMV病毒蛋白的NDV-GP注射到肿瘤内。

结果显示,相较对照组,NDV-GP治疗显著减缓了肿瘤的进展,并产生了约30%的肿瘤完全缓解;而把LCMV病毒抗原中和掉后,这种疗效就消失了。说明这种杀伤效应正是针对转入肿瘤细胞中的LCMV病毒抗原。研究者测试了不同的溶瘤病毒平台,不同的肿瘤模型,都得到了类似的结果。

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NDV-GP治疗显著减缓了肿瘤进展,延长生存时间

为了更有力的说明这种治疗的临床应用潜力,研究者招募了一组HLA-A2阳性的健康人,他们都有H1N1型流感病史,也就是说他们体内都有针对流感病毒的记忆细胞。

研究者将这些供体的免疫细胞移植到免疫缺陷小鼠体内,建立人源化小鼠。然后再给小鼠种移植瘤,之后瘤内注射转了H1N1病毒蛋白的溶瘤病毒(NDV-H1N1 NP)。结果发现,肿瘤生长显著被抑制,小鼠的总生存期延长。

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借力流感病毒似乎也可行

从体外到体内,从普通小鼠到人源化小鼠,使用溶瘤病毒递送病毒抗原到肿瘤细胞表面,激活本来是“吃瓜群众”的旁观者T细胞的OV-BYTE疗法,得到了充分的论证。

研究者接着细致分析了这一治疗模式的分子机制,发现这一治疗不仅能够激活CD8阳性TBYS和CD4阳性TBYS,还能够增强抗原特异性T细胞(TTST)的杀伤能力。

OV-BYTE治疗之后,肿瘤细胞坏死暴露出更多的抗原,抗原的数量和多样性增加,激活了更多的特异性T细胞。这一机制也让它与免疫检查点抑制剂联合成为可能。实验结果也的确如此,PD-L1抑制剂能够增强特异性T细胞的功能,联合治疗可以进一步提升疗效。

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NDV-GP联合PD-L1抑制剂可增强疗效

更有趣的是,研究者还想到:感染新冠之后,大多人体内都有针对新冠病毒的记忆细胞,新冠流行期间,大家可能也有听说,个别患者的肿瘤不治自愈,这是不是因为新冠感染了肿瘤细胞,肿瘤细胞能够提呈新冠病毒的抗原,从而被针对新冠的T细胞识别,杀伤。

为了验证上面的猜想,研究者招募了新冠感染恢复期的患者,用他们的免疫细胞建立人源化小鼠模型,接着种移植瘤,瘤内注射转了新冠病毒蛋白的溶瘤病毒。结果显示,肿瘤生长显著受到了抑制。这表明,新冠病毒特异性T细胞可以通过OV-BYTE策略激活,从而用于治疗肿瘤。

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新冠感染后的免疫细胞可用于控制肿瘤

总之,本研究巧妙的利用溶瘤病毒载体将病毒抗原转入肿瘤细胞,从而激活旁观T细胞来杀伤肿瘤,让“吃瓜群众”变身抗癌小能手。不难看出,这一治疗思路有极大的临床应用前景,为肿瘤免疫治疗提供了新的方向。

参考文献:

[1] Chiou SH, Tseng D, Reuben A, et al. Global analysis of shared T cell specificities in human non-small cell lung cancer enables HLA inference and antigen discovery. Immunity. 2021;54(3):586-602.e8. doi:10.1016/j.immuni.2021.02.014

[2] Lowery FJ, Krishna S, Yossef R, et al. Molecular signatures of antitumor neoantigen-reactive T cells from metastatic human cancers. Science. 2022;375(6583):877-884. doi:10.1126/science.abl5447

[3] Chen X, Zhao J, Yue S, et al. An oncolytic virus delivering tumor-irrelevant bystander T cell epitopes induces anti-tumor immunity and potentiates cancer immunotherapy. Nat Cancer. Published online April 12, 2024. doi:10.1038/s43018-024-00760-x

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