《自然·通讯》：武汉大学团队发现，免疫细胞释放的特定外囊泡竟会助长肿瘤气焰！

武汉大学的陈刚团队于近日发表在《自然·通讯》杂志上的最新研究[1]，首次揭示携带免疫检查点蛋白PD-1和CD80的sEVs在抗肿瘤免疫过程中扮演的角色。

他们发现，由T细胞产生的PD-1/CD80阳性sEVs能够引导肿瘤细胞表达的PD-L1重新分布，使PD-L1内化并通过sEVs分泌至血液循环，从而导致全身的免疫抑制。同时，这些囊泡还能够降低肿瘤细胞的黏附和抗原呈递功能、损害免疫细胞的浸润，推动肿瘤发展为免疫“冷”表型。

同时监测循环sEV上的PD-1、CD80、PD-L1水平，能够更好地预测癌症患者对免疫治疗的反应。

论文首页截图

之前的研究表明，小细胞外囊泡（sEVs）在体内循环中承载着PD-L1等免疫检查点蛋白，能够独立于细胞间直接接触的方式作用于T细胞，发挥全身的免疫抑制效应。除了PD-L1，尽管人们早在2017就已经在循环sEVs上找到PD-1、CD80的身影[2]，但其功能在免疫治疗中的作用仍然是一片空白。

在这项研究中，陈刚团队首先从36位健康捐献者和46位头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）患者的外周血样本中提取sEVs，对其进行表征和定量分析。患者中有23名在肿瘤复发后接受过PD-1抑制剂治疗，部分患者对治疗反应不佳。

结果显示，所有测试的免疫检查点蛋白中，循环sEV上的PD-L1、PD-1、CD80水平高，被证明与HNSCC患病以及患者对PD-1抑制剂治疗无反应或治疗预后不良密切相关。

其中，研究团队发现，PD-1和CD80往往同时出现在同一个循环sEVs上。PD-L1虽然不与之同行，但在PD-L1阳性患者体内，PD-L1⁺sEVs与PD-1/CD80⁺sEVs水平呈正相关。

血液样本中PD-1/CD80阳性sEVs水平与HNSCC患者对免疫治疗的反应相关

研究团队在小鼠实验中对以上结果进行验证，并表明血液循环PD-1/CD80⁺sEVs的主要来源是活化T细胞，具有明显的免疫抑制特性。 

从机制上来看，活化T细胞衍生的PD-1/CD80+sEVs在循环中遇到肿瘤细胞后，与其表面的PD-L1直接作用并激活肿瘤细胞内信号通路，通过ECSRT途径促使PD-L1等信号分子被内吞，并以sEVs装载的形式由肿瘤细胞分泌。PD-L1⁺sEVs进入血液循环，引起全身的适应性免疫抑制。

值得注意的是，陈刚团队在之前的工作中提出，IFN-γ也会促使肿瘤细胞分泌PD-L1⁺sEVs[3]。但是此次经过对比，研究团队表示，PD-1/CD80⁺sEVs和IFN-γ看似异曲同工，实则相背而行：

除了引起循环PD-L1+sEVs水平增加，PD-1/CD80⁺sEVs还有一项关键技能，即下调肿瘤细胞表面的PD-L1以及抗原提呈相关的MHC-I分子、细胞黏附相关的ICAM-1分子水平，从而降低肿瘤免疫原性和免疫细胞浸润，驱使肿瘤转变为免疫“冷”表型。与之不同，IFN-γ的作用方式并不依赖于ECSRT内吞途径，反倒是会引起肿瘤细胞表达更多的PD-L1、MHC-I、ICAM-1，相当于给肿瘤“加热”。

而且与IFN-γ处理相比，PD-1/CD80+sEVs促使肿瘤细胞分泌的PD-L1⁺sEVs还带有更多的“别吃我”信号CD47，表明巨噬细胞对其清除效率更低。再加上脂双分子层的特殊结构保护，PD-1/CD80⁺sEVs相比于IFN-γ能够在循环中更稳定和远距离迁移，产生更强的抗肿瘤免疫抑制作用。

机制

给黑色素瘤小鼠或结直肠癌小鼠尾静脉注活化T细胞衍生的sEVs，会使小鼠肿瘤体积增长近一倍、小鼠寿命缩短，并明显减弱PD-1抑制剂的免疫治疗效果，导致肿瘤浸润CD8阳性T细胞数量减少；若在注射前预先处理，对其表达的PD-1/CD80进行阻断，可以挽救这些效果。

最后，研究团队利用HNSCC患者血液样本发现，同时结合循环sEVs上的PD-L1、PD-1、CD80水平进行分析，相比于单独指标，用于预测PD-1抑制剂治疗反应的效果更佳。并基于这些发现，他们提出了一个适用于临床实践的新工作流程，区分可能对免疫治疗有反应和无反应的患者，从而实现更有针对性的治疗策略。

结合sEVs上的多个免疫检查点进行预测效果更佳

除了其抗肿瘤免疫抑制作用，研究团队推断，PD-1/CD80⁺sEVs还可能通过消耗PD-1抑制剂，降低其治疗效果。总之，更全面地了解循环sEV携带的多个免疫检查点，可能是克服免疫抑制和提高抗肿瘤治疗疗效的关键。

参考文献：

[1]Zhang, LZ., Yang, JG., Chen, GL. et al. PD-1/CD80+ small extracellular vesicles from immunocytes induce cold tumours featured with enhanced adaptive immunosuppression. Nat Commun 15, 3884 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-48200-9

[2]Ludwig, S. et al. Suppression of lymphocyte functions by plasma exosomes correlates with disease activity in patients with head and neck cancer. Clin. Cancer Res. 23, 4843–4854 (2017).

[3]Chen, G. et al. Exosomal PD-L1 contributes to immunosuppression and is associated with anti-PD-1 response. Nature 560, 382–386 (2018).