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JITC | 南京大学孙洋/徐强团队发现瘤内CD8+ T细胞发挥抗肿瘤作用需要CXCR6的存在

肿瘤组织内CD8T细胞浸润的增加预示着更好的预后,并且对于检查点阻断疗法的反应至关重要。此外,目前的临床方案使用未分割的 T 细胞群作为转导嵌合抗原受体 (CAR) 修饰的 T 细胞的起点,但 CAR 修饰的 T 细胞的最佳 T 细胞亚型仍不清楚。因此,准确鉴定一组具有高抗肿瘤功效的细胞毒性T淋巴细胞势在必行。


2021年8月30日,南京大学孙洋教授、徐强教授及上海交通大学陈红旗副主任医师共同通讯在Journal for ImmunoTherapy of Cancer1区,IF=13.75在线发表题为“CXCR6 Is Required for Anti-tumor Efficacy of Intratumoral CD8+T Cell”的研究论文,该研究确定CXCR6 仅在肿瘤内CD8T 细胞上表达。CXCR6TCD8T细胞的免疫活性更强,CD8T细胞特异性缺陷的嵌合体显示出较弱的抗肿瘤活性。此外,Cxcr6-/- 小鼠无法对抗 PD-1 治疗产生有效反应。CXCR6的高肿瘤表达主要不是由CXCL16/CXCR6的配体-受体趋化性引起的,而是由肿瘤组织自身诱导的。诱导的  CXCR6CD8T 细胞具有肿瘤抗原特异性,可以增强抗 PD-1 阻断作用以延缓肿瘤进展。

总而言之,该研究发现瘤内细胞毒性T淋巴细胞发挥抗肿瘤作用需要CXCR6的存在,这一发现将有助于联合免疫疗法的合理设计,CXCR6或可作为CAR T细胞过继转输治疗前的一个检测指标,为临床转输治疗的有效性提供一种依据。



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肿瘤免疫治疗的最终目标是消除癌细胞,其中CD8细胞毒性T细胞(CTL)是关键的免疫监视细胞之一。肿瘤组织中高丰度的具有杀伤功能的CTL是良好的预后指标,提高患者肿瘤组织中具有杀伤功能的CTL的比例有助于抑制肿瘤的进展甚至最终消除肿瘤。因此,准确地鉴定出一群具有杀伤功能的CTL亚群,将为临床免疫治疗提供新的策略和思路。


哈佛大学医学院侯立飞博士2019年在多发性硬化症(MS)和小鼠实验性脑脊髓炎(EAE)模型中鉴定出一群免疫功能过强的致病性T细胞亚群高表达CXCR6 1。南京大学研究人员受到中国传统阴阳平衡思想的启发,以自身免疫病中高度活化的炎症性T细胞的表型特征,来推测肿瘤中该表型的T细胞是否仍然具有高度活化或者较强细胞毒活性的杀肿瘤能力?在这种设想下,研究人员探讨了肿瘤微环境中CXCR6的表达与肿瘤免疫治疗之间的关系。


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研究设想示意图



研究人员首先综合分析了北京大学张泽民教授发表的人和小鼠结肠癌单细胞测序数据,发现相较于外周组织和二级淋巴组织,CXCR6只在肿瘤组织中高表达。接着利用免疫荧光实验和流式细胞术验证了该结果,CXCR6特异性高表达在肿瘤组织中的CD8+T细胞上,而且鉴定出了CXCR6+CD8+T细胞比CXCR6-CD8+T细胞表达更高水平的活化分子(如CD69等)及效应因子(IFN-γGZMB这一现象在小鼠黑色素瘤模型上同样得到验证。


为了确证CXCR6是否为CD8T细胞发挥抗肿瘤效应所必需,研究人员利用CD8敲除鼠和CXCR6敲除鼠构建了骨髓嵌合鼠模型,从而实现CD8T细胞上特异敲除CXCR6而其他细胞上正常表达CXCR6,结果显示CD8T细胞上特异敲除CXCR6后,肿瘤的进程加快,生存期变短,肿瘤组织中浸润的CD8T细胞的比例显著减少,细胞毒性功能也显著降低。给予anti-PD-1抗体治疗后,敲除了CXCR6的小鼠基本不响应anti-PD-1治疗。此外,研究人员还发现相较于结肠癌微卫星稳定型(MSS),微卫星高度不稳定型(MSI-H)的结肠癌组织中CXCR6表达更高。这一结果一定程度上也呼应了MSI-H为何更响应免疫检查点疗法。TCGA数据库的分析结果也显示,CXCR6表达越高,患者的预后越好。


通过比较CXCR6CXCL16在免疫治疗前后的表达变化及外周血和肿瘤组织中CXCR6+CD8+T细胞和CXCL16在肿瘤进程中的动态变化,发现CXCR6在肿瘤中的高度富集,配体CXCL16的趋化作用并不是最主要的诱因,而是在肿瘤组织中被诱导起来的。体外被肿瘤组织诱导起来的CXCR6+CD8+T细胞不仅可以抑制小鼠肿瘤生长,还可以增强anti-PD-1的疗效。

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CXCR6+CD8+T细胞可增强anti-PD-1的疗效


值得一提的是,今年82日美国麻省总医院免疫和炎症疾病中心Thorsten R Mempel课题组发表在Cell- 杂志上的一篇文章也指出,CXCR6可帮助细胞毒性T淋巴细胞在肿瘤微环境中定位并接收关键存活信号,CXCR6的表达可预测多种免疫原性实体癌患者的生存期2


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文章模式图


总而言之,该研究发现瘤内细胞毒性T淋巴细胞发挥抗肿瘤作用需要CXCR6的存在,这一发现将有助于联合免疫疗法的合理设计,CXCR6或可作为CAR T细胞过继转输治疗前的一个检测指标,为临床转输治疗的有效性提供一种依据。

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参考文献
1.Hou, L. et al. SerpinB1 controls encephalitogenic T helper cells inneuroinflammation. Proc Natl Acad Sci U SA 116, 20635-20643,doi:10.1073/pnas.1905762116 (2019).
2.Di Pilato,M. et al. CXCR6 positions cytotoxic Tcells to receive critical survival signals in the tumor microenvironment. Cell 184, 4512-4530, e4522, doi:10.1016/j.cell.2021.07.015 (2021).



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