Cancer Cell | 肿瘤浸润CD8+T细胞和M1-like巨噬细胞

医学顾事红蓝融合 中华医学会理事 神经外科教授

发表在Cancer Cell上的文章，题目为“Immunotherapy-activated T cells recruit and skew late-stage activated M1-like macrophages that are critical for therapeutic efficacy”。目前各种各样的免疫疗法大多作用于瘤内浸润T细胞，治疗性的癌症疫苗促进瘤内T细胞的浸润和活化，而免疫检查点抑制剂（ICI）或CD3双特异性抗体（CD3 bsab）则通过维持瘤内已存在的T细胞的效应功能。而越来越多的研究也发现，要实现对肿瘤的控制，不仅仅依赖T细胞反应，协调瘤内的固有免疫也同样重要。而其中的浸润的M1巨噬细胞，DC细胞，肥大细胞等虽然与总生存率和免疫治疗应答相关，但并没有充分的证据证明这些细胞是否有助于控制肿瘤的生长或如何参与到免疫应答当中。因此，作者团队希望阐明基于T细胞的免疫治疗后，其他免疫细胞在控制肿瘤生长中的作用。

文章链接：

https://doi.org/10.1016/j.ccell.2024.04.011

免疫治疗诱导的肿瘤内CD8+T细胞通过CCR5信号轴招募巨噬细胞，并使巨噬细胞趋向M1极化。这群M1-like巨噬细胞对抗肿瘤免疫和免疫治疗应答响应十分重要。

R1 免疫治疗的响应依赖CD8+T细胞和巨噬细胞

作者团队通过RMA-Qa1b-/-细胞系皮下瘤+肿瘤特异性疫苗免疫，和B16皮下瘤+肿瘤疫苗+CD3工程化抗体治疗，通过流式检测发现免疫治疗后响应和不响应组的免疫差异亚群。

并通过清除抗体（包括CD8，NK1.1， Ly6G，CD155）对肿瘤微环境中的免疫细胞进行清除，进一步确认免疫治疗的效果与CD8+T细胞和巨噬细胞，尤其是M1巨噬细胞关系密切。

R2 瘤内活化的CD8+T细胞对M1-like巨噬细胞的存在十分重要

通过超50色的光谱流式，作者团队发现疫苗免疫后清除CD8+T细胞会导致iNOS+的M1-like巨噬细胞减少。

R3 T细胞可以促进巨噬细胞向M1极化

通过流式检测，作者团队猜想CD8+T细胞可能与M1-like巨噬细胞有关，因此通过CD8+T细胞培养上清，肿瘤裂解上清等一系列体外实验证明CD8+T细胞可以促进巨噬细胞向M1极化。

R4 巨噬细胞的晚期激活依赖于CCR5介导的与CD8+T细胞共定位

上述实验证明CD8+T细胞可以促进巨噬细胞向M1-like极化后，作者团队想知道在肿瘤微环境里CD8+T细胞是通过什么方式招募了巨噬细胞来。通过比较治疗响应和不响应组的测序数据，作者团队发现CCL3，CCL4，CCL5在响应组中上调，并通过CCR5中和抗体实验证实了微环境内CD8+T细胞临近的巨噬细胞尤其是iNOS+细胞依赖CCR5通路。

R5 晚期活化的M1-like巨噬细胞可剥夺淋巴瘤的L -精氨酸

既然肿瘤微环境内出现iNOS+M1-like巨噬细胞，那么这群巨噬细胞通过什么样的方式抗肿瘤呢？作者团队通过iNOS敲除小鼠证明了这群M1-like巨噬细胞在RMA-Qa1b-/-淋巴瘤中起重要作用，但在B16皮下瘤中无效。通过体外实验，作者团队也证明了iNOS巨噬细胞抑制肿瘤不是通过吞噬作用或NO介导的细胞毒作用。而后作者猜测是否是iNOS介导的L-精氨酸的消化导致肿瘤被饿死从而抗肿瘤，通过体外实验发现RMA-Qa1b-/-淋巴瘤确实符合这个猜想，而B16细胞系并不是。

R6 晚期活化的M1-like巨噬细胞与小鼠和患者对免疫治疗的响应相关

为了更好的了解瘤内M1-like巨噬细胞，作者对微环境中巨噬细胞进行了单细胞测序，发现C3表达各种免疫和炎症相关通路，并和之前结直肠免疫治疗相关的M3促炎巨噬细胞相似，所以作者推测这群疫苗治疗诱导的M1-like细胞可能也有免疫治疗相关，因此进行了小鼠模型的免疫治疗，并且发现C3的特征基因黑色素瘤患者免疫治疗相关患者中富集得分更高。

R7 在多种肿瘤微环境都存在高度相似的人巨噬细胞群，并与免疫检查点抑制剂治疗的响应相关

最后作者将C3巨噬细胞的基因集投影到患者数据中，发现免疫治疗响应患者中这群细胞更多，富集炎症、细胞杀伤相关通路。并且在免疫治疗后出现T细胞扩增的患者中这群细胞的比例也显著增加。

小结

作者团队在小鼠肿瘤模型中使用了两种基于T细胞的免疫疗法，接种治疗性疫苗或联合ICI/CD3特异性双抗，通过对肿瘤微环境的扰动分析发现M1-like巨噬细胞和肿瘤反应性CD8+T细胞的浸润对肿瘤控制十分重要。瘤内浸润的CD8+T细胞通过CCR5轴将巨噬细胞招募到旁边，并且激活他们。同时这种巨噬细胞也存在对患者的肿瘤微环境中，并与ICI的治疗应答呈正相关。