γδ T 细胞,尤其是 Vγ9Vδ2(Vδ2)T 细胞亚群,作为免疫系统中的 “特种兵”,能够独立于主要组织相容性复合体(Major Histocompatibility Complex,MHC)直接识别并裂解肿瘤细胞,在抗肿瘤免疫中发挥着重要作用。然而,持续暴露于肿瘤抗原却没有得到适当激活,会让这些 “特种兵” 也陷入 “疲惫” 状态,限制了它们在肿瘤免疫治疗中的应用。
维生素 A 的主要活性代谢产物维甲酸(Retinoic Acid,RA),在 T 细胞亚群的分化和抗肿瘤免疫中有着重要作用。但此前,人们对其在缓解 γδ T 细胞免疫耗竭、促进抗肿瘤免疫方面的研究还相对较少。为了探索其中的奥秘,来自暨南大学附属第一医院等机构的研究人员开展了一系列研究,相关成果发表在《Cell Communication and Signaling》杂志上。
研究人员为了深入探究这一问题,采用了多种关键技术方法。他们收集了 NPC 患者和年龄匹配的健康供体的外周血样本,通过密度梯度离心法分离出外周血单个核细胞(Peripheral Blood Mononuclear Cells,PBMCs)。运用流式细胞术(Flow Cytometry)分析 T 细胞表面和细胞内的标记物,以此来评估免疫耗竭和共刺激标记物。利用免疫印迹法(Immunoblotting)检测相关蛋白的表达水平。构建了肿瘤模型,包括 B16-F0 荷瘤模型和 C666-1 肿瘤模型,在动物水平研究 RA/RAR 信号通路的作用。
在研究结果部分,首先发现 NPC 患者循环 T 细胞上免疫耗竭标记物高表达。研究人员招募了 65 例 NPC 患者和 40 例健康供体,通过流式细胞术分析发现,NPC 患者循环中 CD3⁺CD8⁺和 CD28⁺CD8⁺ T 细胞的百分比显著降低,而 Tim-3⁺CD8⁺、Tim-3⁺CD4⁺、TIGIT⁺CD8⁺ T 细胞的比例增加。同时,循环中 Vδ2⁺CD3⁺和 CD28⁺Vδ1⁺ T 细胞的百分比显著降低,而 PD-1⁺Vδ2⁺、Tim-3⁺Vδ2⁺、TIGIT⁺Vδ2⁺、PD-1⁺Vδ1⁺、Tim-3⁺Vδ1⁺和 TIGIT⁺Vδ1⁺ T 细胞的水平显著升高。进一步分析还发现,EBV 感染与 NPC 患者循环 T 细胞上免疫耗竭标记物水平增加有关。这表明 NPC 患者中先天样循环 γδ T 细胞的数量和质量都有所下降。
其次,研究发现低维甲酸水平与 NPC 患者高 Tim-3 表达相关。通过酶联免疫吸附测定(ELISA)检测血清中 RA 水平,发现 NPC 患者(II-IV 期)血清中生物活性形式的 RA 水平显著低于健康供体,且随着疾病进展 RA 水平降低。同时,NPC 患者血清 RA 水平与循环 Vδ2⁺和 CD8⁺ T 细胞表面 Tim-3 水平呈负相关。这意味着 RA 缺乏与 NPC 患者 Vδ2⁺和 CD8⁺ T 细胞上 Tim-3 水平升高有关。
然后,RA/RAR 信号通路通过降低 Tim-3 表达缓解 γδ T 细胞免疫耗竭。对健康供体的 Vδ2 T 细胞进行转录组分析,发现 RA 降低了 Tim-3(HAVCR2)水平,同时增加了共刺激分子 CD28 的表达。进一步研究表明,RA 处理 24 小时显著抑制了 T 细胞中 Tim-3 的表达,且 RA 促进了 RARα 的核转位。使用 RAR 抑制剂(RARi)处理后,RA 对 Tim-3 的抑制作用被逆转。这揭示了 RA/RAR 信号通路抑制 Vδ2 T 细胞中 Tim-3 表达的机制。
再者,RAR 抑制剂减弱 RA 介导的 NF-κB 激活并降低 Vδ2 T 细胞中抗肿瘤相关细胞因子的表达。RNA 测序和 KEGG 通路分析显示,RA 处理后,TNF 和 T 细胞受体信号通路显著激活,RA/RAR 介导了 Vδ2 T 细胞中 NF-κB 的激活。通过流式细胞术分析发现,RA 显著促进了 Vδ2 T 细胞中 IFN-γ 和 TNF-α 的水平,而 RARi 处理则逆转了这一作用。这表明 RA/RAR 信号通路介导 NF-κB 激活并增强人类细胞毒性 T 细胞中抗肿瘤相关细胞因子的表达。
之后,RA 通过 γδ T 细胞增强抗肿瘤免疫。在小鼠模型中,抑制 RAR 信号减弱了 RA 的抗肿瘤作用,耗尽 γδ T 细胞则加剧了肿瘤生长并削弱了 RA 介导的抗肿瘤免疫。RA 治疗显著提高了荷瘤小鼠的生存率,且这一作用依赖于 RAR 信号和 γδ T 细胞。进一步研究发现,RA/RAR 信号促进了体内 γδ T 细胞的抗肿瘤免疫,抑制了肿瘤浸润 γδ T 细胞上的耗竭标记物 PD-1 和 Tim-3,增加了 IFN-γ 和 TNF-α 在肿瘤浸润 γδ T 细胞中的百分比。这说明 RA 在体内缓解了免疫耗竭并增强了 γδ T 细胞的抗肿瘤活性。
最后,RA 通过抑制 Tim-3 表达提高人 NPC 中 Vδ2 T 细胞介导的免疫治疗疗效。在 C666-1 鼻咽癌小鼠模型中,RA 或 αTIM-3 抗体处理降低了 Vδ2 T 细胞上 Tim-3 的水平,提高了 Vδ2 T 细胞的抗肿瘤免疫反应。联合 Vδ2 T 细胞与 RA 或 αTIM-3 治疗比单独治疗导致更明显的肿瘤消退和提高小鼠生存率。使用 CRISPR-Cas9 技术敲除 RARα 后,RA 补充不能有效缓解 Vδ2 T 细胞免疫耗竭或增强抗肿瘤免疫反应。这表明 RA 或 αTIM-3 可提高鼻咽癌荷瘤小鼠中 γδ T 细胞的治疗效果。
在研究结论和讨论部分,研究人员指出 T 细胞耗竭是肿瘤免疫逃逸的关键因素,免疫检查点阻断疗法在逆转 T 细胞耗竭方面存在挑战。本研究表明 RA 通过 RAR 信号减轻 γδ T 细胞耗竭,从而改善抗肿瘤反应。虽然此前有研究揭示了 RA 在肿瘤免疫中的一些作用,但对于 RA 及其受体调节免疫耗竭的具体机制以及增强 γδ T 细胞介导的治疗效果的潜力仍有待深入探索。本研究为癌症患者的抗肿瘤治疗提供了新的思路,RA 和 RAR 靶向疗法有望成为一种安全、经济有效的治疗方法,为改善癌症患者的预后带来新的希望。