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Nature文献 | 2型免疫唤醒抗肿瘤“沉睡战士”

作者:欣博盛生物科技有限公司 暂无发布时间 (访问量:1581)

前沿进展

目前以过继性T细胞疗法(ACT)和免疫检查点阻断(ICB)为代表的肿瘤免疫疗法主要依赖于诱导1型免疫,尽管在临床上取得了革命性突破,却仍然面临响应率低和复发率高的挑战。近期Nature发表两篇背靠背论文,指出增强2型免疫与1型免疫的协同将为长效抗肿瘤带来新曙光。

其中题为“The type 2 cytokine Fc–IL-4 revitalizes exhausted CD8+ T cells against cancer”的论文,聚焦于临床前机理研究,发现2型免疫竟然能够唤醒抗肿瘤的“沉睡战士”——终末耗竭CD8+ T细胞(TTE),使其重新焕发强大的抗肿瘤活力。

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研究结果

作者首先制备了小鼠IL-4(一种典型的2型免疫细胞因子)与突变的IgG2a Fc融合的重组蛋白(Fc-IL-4),其生物活性与IL-4相当,同时半衰期大大延长。

随后发现Fc-IL-4与ACT、ICB的联合疗法,在多种同源和异种移植实体瘤小鼠模型中能够显著提高1型免疫疗法单药的治疗效果:
  • 在黑色素瘤YUMM1.7-OVA模型中,联合OT1细胞疗法实现100%肿瘤清除;

  • 结肠癌MC38-HER2模型中联合HER2-CAR-T细胞疗法实现86%肿瘤清除;

  • MC38模型中联合PD-1加CTLA-4的ICB治疗实现100%肿瘤清除;

  • 人源Fc–IL-4联合CD19-CAR-T细胞疗法,在Raji人淋巴瘤的NSG小鼠模型中实现了75%的肿瘤清除。
而且联合治疗激活了持续的免疫记忆,所有清除实体肿瘤的小鼠都抵御住了肿瘤细胞的二次接种。在Nalm6白血病复发的NSG模型中,人源Fc–IL-4h和CD19-CAR-T细胞的组合也延长了80%小鼠的生存期。
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图1 Fc-IL-4在结肠癌MC38小鼠模型中增强ICB疗法的功效并提供持久保护。从上至下依次为实验时间表、平均肿瘤生长曲线、Kaplan-Meier生存曲线,以及初次和二次接种肿瘤后的生存曲线。

 

作者进一步探索了Fc–IL-4增强抗肿瘤的作用机制,通过体内选择性清除免疫细胞和离体诱导细胞回输,证实Fc–IL-4直接作用于肿瘤内的CD8+ TTE细胞。Fc–IL-4通过IL-4Rα信号传导来提高CD8+ TTE细胞的存活,直接促进其富集,增强其杀伤肿瘤的能力。
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图2 体内选择性清除免疫细胞揭示Fc-IL-4对抗肿瘤活性的增强依赖于CD8+细胞。

 

随后作者采用代谢组分析和单细胞多组学测序等多种方法深入分析离体诱导的CD8+ TTE细胞,结合基因敲除细胞的回输验证,揭示Fc-IL-4主要通过激活STAT6以及mTOR通路来上调多个糖酵解相关酶,尤其是乳酸脱氢酶LDHA的表达,进而促进CD8+ TTE细胞的糖酵解,为其注入新的活力。
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图3 敲除LDHA之后的OT1细胞疗法不受Fc-IL-4增强。

 

这项研究揭示了2型免疫在肿瘤免疫中的未知功能,为后续肿瘤免疫疗法开发提供了一种新的策略,即通过协调1型和2型免疫实现长效保护。

 

研究方法亮点

除了突破性的结论,这项研究还在实验中大量地使用了小鼠模型和功能级抗体,获得了翔实的临床前研究数据。文章一共使用了10种来自Bio X Cell的高品质功能级抗体,覆盖四大类应用,贯穿研究的各个阶段,为研究人员提供了可靠而高效的工具:

 

阻断Blocking

论文首次投递Nature的稿件中只检查了Fc-IL-4联合ACT疗法的效果,有审稿人提出测试联合ICB的效果,作者使用PD-1抗体(RMP1-14,#BE0146)和CTLA-4抗体(9H10,#BE0131)在结肠癌小鼠模型中体内阻断,证实Fc-IL-4对ICB同样具有抗肿瘤增强效应(上图1)。

 

清除Depletion

为了探究Fc-IL-4作用的具体细胞类型,作者分别使用Bio X Cell的anti-CD8(YTS 169.4,#BE0117)、anti-CD4(YTS 177,#BE0003-3)、anti-NK1.1(PK136,#BP0036)和anti-Ly6G/Ly6C(NIMP-R14,#BE0320)抗体在小鼠体内清除不同免疫细胞,并以IgG抗体(LTF-2,#BP0090)作为对照,发现只有清除CD8+ T细胞完全消除Fc-IL-4对ACT的增强作用(上图2)。

 

中和Neutralization

第一轮审稿意见的另一个问题是,既然Fc-IL-4能够增强抗肿瘤,那么内源IL-4在肿瘤免疫中有什么功能?为了回答这个问题,作者用IL-4抗体(11B11,#BE0045)在小鼠体内中和内源IL-4,观察到对疗效基本没有影响,可能的原因是治疗用的Fc-IL-4浓度高达内源IL-4的103-106倍。

 

激活/刺激Activation/Stimulation

CD3和CD28的抗体组合是体外激活T细胞的常用方案,这篇论文在构建HER2-CAR-T细胞和基因编辑T细胞时多次使用CD3抗体(17A2,#BE0002)加CD28抗体(PV-1,#BE0015-5)的方案来激活T细胞(比如上图3)。同样的CD3抗体还被用于离体诱导TTE,为深入的分子机制研究提供了关键的分析对象。

 

下表是这篇论文使用的Bio X Cell抗体汇总。

Bio X Cell抗体

 

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参考文献

Feng, B., Bai, Z., Zhou, X., Zhao, Y., Xie, Y., Huang, X., Liu, Y., Enbar, T., Li, R., Wang, Y., et al. (2024). The type 2 cytokine Fc–IL-4 revitalizes exhausted CD8+ T cells against cancer. Nature 634, 712-720. 10.1038/s41586-024-07962-4.

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