《自然》：响应PD-1抑制剂的T细胞亚型，终于找到了！

在病毒感染初期，初始T细胞增殖分化为效应T细胞，兴致高昂地前去整治那些病原体。然而，随着慢性感染或肿瘤持续存在，由于长期暴露于持续的抗原刺激，效应T细胞也开始“麻木”，发生T细胞耗竭。耗竭T细胞毒性衰减、分泌细胞因子减少、多种抑制性受体（PD-1、TIM-3、 LAG-3）高度表达，细胞代谢、转录因子表达情况发生改变。虽说这样本意是防止过度免疫反应介导的组织损伤，但同时也拿病毒和肿瘤的持续侵害没啥办法[1]。

这次，澳大利亚墨尔本大学的Axel Kallies教授与德国慕尼黑大学的Veit R. Buchholz博士合作，就在这群工作麻木的T细胞中找到了PD-1抑制剂治疗中的强大战力——CD62L+前体耗竭T细胞（TPEX）[2]。

他们发现，当慢性病毒感染或癌症引发T细胞耗竭时，CD62L+TPEX细胞仍具有长期增殖潜力、多能性以及再生能力，表现出干细胞样特性；同时，CD62L+TPEX还决定着免疫治疗疗效，使用PD-1抑制剂治疗后，CD62L+TPEX增殖爆发。转录因子MYB对于这种T细胞亚群的发育和功能至关重要。

文章于近日发表在Nature期刊上。

论文首页截图

近年来一些研究表明，耗竭T细胞具有异质性，可分为前体耗竭T细胞（TPEX）和终末耗竭T细胞（TEX）。其中，在慢性病毒感染和肿瘤发展期间，TPEX细胞毒性功能尚未丧失，并且有证据指出，TPEX细胞或决定PD-1抑制剂免疫治疗的效果[1]。

为探清TPEX的老底儿、给癌症免疫治疗寻个新出路，Axel Kallies教授和Veit R. Buchholz博士等人展开此次研究。

利用慢性病毒感染（LCMV-Cl13）的小鼠模型以及单细胞RNA测序（scRNA-seq）等技术，他们将TPEX细胞进一步分为CD62L+、CD62L-两种亚群，均以Tcf7和Id3高表达为标志。其中，在CD62L+TPEX细胞中特异性高表达的基因大多数与初始T细胞、中央记忆型T细胞相关，包括Sell（编码 CD62L）、Ccr7、S1pr1、Lef1、Satb1和Bach2；而在CD62L-TPEX细胞中，Sell基因低表达，Icos、Xcl1、Cxcl10、Cd28和Eomes高表达。

接下来，研究者们寻到了蛛丝马迹。

他们采用Slingshot工具分析scRNA-seq的数据，推断出TPEX细胞分化结构和顺序，再用RNA速率分析进行验证。结果发现，CD62L+TPEX细胞可分化为CD62L-TPEX以及TEX（CX3CR1+/CX3CR1-）细胞，且分化具有单向性。

不仅如此，在小鼠体内实验中，研究者们也是仅在CD62L+TPEX细胞中观察到了干细胞特性。不同于CD62L-TPEX和TEX细胞，CD62L+TPEX细胞与初始T细胞类似，显示出优异的再生能力和多能性，能够有效地自我更新并产生CD62L-TPEX和TEX细胞。即使将其在小鼠模型中重复过继转移之后，这些特征也得以保持。

继续深挖CD62L+TPEX的秘密，研究者们找到了转录因子MYB。

MYB在造血干细胞、癌细胞以及T淋巴细胞白血病、记忆CD8+T细胞的自我更新中都具有重要意义[3-6]。在这里，研究者们发现其编码基因Myb在CD62L+TPEX细胞中高度富集，在慢性病毒感染期间，强烈且持续的抗原刺激有助于CD62L+TPEX细胞中MYB的持续性表达。

随后的小鼠体内实验以及一系列转录组学分析结果表明，MYB表达缺陷时，CD62L+TPEX细胞就会“迷失自我”，终末分化加速，TPEX相关特性及其独特的干细胞样特性丢失，细胞迁移以及淋巴结归巢行为也会受到影响。换句话说，MYB转录因子决定着CD62L+TPEX细胞的正常发育，并抑制其终末分化的进展。

从转录水平上看MYB缺陷对于耗竭T细胞的影响

值得注意的是，研究结果强调，MYB转录因子正是通过调节T细胞的功能与寿命，来帮助T细胞调整防御姿态以面对慢性病毒感染，防止出现免疫损伤。如果T细胞中Myb基因缺失，小鼠将死于慢性病毒感染，而急性病毒感染无明显影响。这意味着，由MYB转录因子介导的T细胞耗竭，是机体适应于慢性感染的必要现象。

看来，就算是T细胞，在长期工作中适当麻木点儿也很重要

除了负责给耗竭T细胞这个大部队增添新成员，CD62L+TPEX细胞还在PD-1抑制剂治疗中进行“疯狂输出”。

研究者发现， 使用PD-1抑制剂治疗后，CD62L+TPEX细胞依旧保持自我更新，同时出现增殖爆发的现象，数量明显扩增。相比之下，CD62L-TPEX和TEX细胞均未表现出明显的增殖反应。如果小鼠T细胞的MYB转录因子表达缺失，则会导致CD62L+TPEX细胞发育及功能异常，无法响应于PD-1抑制剂进行扩增。

总体来说，Axel Kallies教授和Veit R. Buchholz博士等人找到了一种具有卓越的增殖和发育潜力的T细胞亚群，对PD-1抑制剂反应强烈。

一方面，CD62L+TPEX细胞表现出干细胞特性，对于抵抗慢性病毒感染以及癌症的机体免疫反应至关重要，其细胞内表达的MYB转录因子是维持这种T细胞亚群发育和功能的关键点。另一方面，依赖于MYB，CD62L+TPEX细胞响应PD-1抑制剂后会发生大量扩增。

对于这一研究成果，研究者们将CD62L+TPEX形容为耗竭T细胞的“青春活力之泉”[7]，不断给这些长期战斗的T细胞注入新的血液，并称之为干细胞样耗竭T细胞（TSLEX）。并提出，这项研究从有趣、新颖的角度解读T细胞活化，可能为免疫疗法开发新思路。

参考文献：

[1] Kallies, A., Zehn, D. & Utzschneider, D.T. Precursor exhausted T cells: key to successful immunotherapy?. Nat Rev Immunol 20, 128–136 (2020). https://doi.org/10.1038/s41577-019-0223-7

[2] https://www.nature.com/articles/s41586-022-05105-1

[3] Ramsay, R. G. & Gonda, T. J. MYB function in normal and cancer cells. Nat. Rev. Cancer 8, 523–534 (2008).

[4] Lahortiga, I. et al. Duplication of the MYB oncogene in T cell acute lymphoblastic leukemia. Nat. Genet. 39, 593–595 (2007).

[5] Chen, Z. et al. miR-150 regulates memory CD8 T cell differentiation via c-Myb. Cell Rep. 20, 2584–2597 (2017).

[6] Gautam, S. et al. The transcription factor c-Myb regulates CD8+ T cell stemness and antitumor immunity. Nat. Immunol. 20, 337–349 (2019).

[7]https://www.tum.de/en/about-tum/news/press-releases/details/37592