技術(shù)文章
Technical articles本篇發(fā)表于 Nature Immunology 的研究文章《Simultaneous STING and lymphotoxin-β receptor activation induces B cell responses in tertiary lymphoid structures to potentiate antitumor immunity》系統(tǒng)性地探討了通過同時激活STING和LTβR通路誘導(dǎo)三級淋巴結(jié)構(gòu)(TLS)形成,從而增強抗腫瘤免疫的機制與治療效果。
一、 研究背景 (Research Background)
本研究立足于腫瘤免疫治療中的一個重要前沿領(lǐng)域:三級淋巴結(jié)構(gòu)(Tertiary Lymphoid Structures, TLS)。TLS是在慢性炎癥或腫瘤微環(huán)境中異位形成的、類似于次級淋巴器官(如淋巴結(jié))的淋巴組織。其典型特征包括:
1. B細(xì)胞濾泡:包含活化的B細(xì)胞、濾泡樹突狀細(xì)胞(FDCs)和表達(dá)Bcl6的濾泡輔助性T細(xì)胞(Tfh cells)。
2. T細(xì)胞區(qū):CD4+和CD8+ T細(xì)胞聚集區(qū)域。
3. 高內(nèi)皮微靜脈(High Endothelial Venules, HEVs):一種特化的血管結(jié)構(gòu),是淋巴細(xì)胞從血液循環(huán)中進(jìn)入淋巴組織或TLS的主要途徑。
臨床意義:大量臨床研究表明,在多種癌癥(如乳腺癌、肺癌、胰腺癌、肉瘤)中,腫瘤內(nèi)存在富含B細(xì)胞的TLS與患者更好的預(yù)后、對化療更佳的反應(yīng)以及對抗PD-1/PD-L1等免疫檢查點抑制劑(ICI)治療的積極響應(yīng)顯著相關(guān)。這表明,TLS可能是誘導(dǎo)免疫系統(tǒng)、在腫瘤局部產(chǎn)生高效抗腫瘤免疫反應(yīng)的主要區(qū)域。
科學(xué)問題:盡管TLS如此重要,但如何通過治療手段在腫瘤中主動誘導(dǎo)出功能成熟(而非僅是淋巴細(xì)胞聚集)的TLS,是一個巨大的挑戰(zhàn)。先前的研究表明:
單獨激活LTβR(通過其配體LIGHT或激動性抗體)可以促進(jìn)HEV形成和淋巴細(xì)胞浸潤,但未能有效誘導(dǎo)出具有生發(fā)中心反應(yīng)的成熟TLS。
單獨激活STING(通過其激動劑如ADU-S100)可以強烈激活先天免疫,產(chǎn)生I型干擾素和炎癥因子,誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞聚集,但同樣缺乏B細(xì)胞濾泡和生發(fā)中心結(jié)構(gòu),無法形成功能性TLS。
研究假說:基于對臨床樣本(TLS-rich vs. TLS-free乳腺癌)的血管內(nèi)皮轉(zhuǎn)錄組分析,研究者發(fā)現(xiàn)I型干擾素(STING通路下游)和淋巴毒素(LTβR通路配體)的信號同時富集。因此,他們提出*同時激活先天免疫(STING)和淋巴器官發(fā)育核心通路(LTβR)可能協(xié)同作用,模擬TLS富集腫瘤的微環(huán)境特征,從而在治療上誘導(dǎo)出功能完整的TLS,并最終激發(fā)強大的抗腫瘤免疫。
二、 研究結(jié)果 (Research Results)
本研究通過一系列嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒?,逐步驗證并深化了上述假說,主要結(jié)果如下:
1. 表型發(fā)現(xiàn):STING與LTβR協(xié)同誘導(dǎo)成熟TLS和HEV形成
聯(lián)合治療(而非單藥)能在多種小鼠腫瘤模型(皮下/原位胰腺癌、乳腺癌、橫紋肌肉瘤)中高效誘導(dǎo)出在結(jié)構(gòu)上類似于人類癌癥中TLS的結(jié)構(gòu),其特征為:密集的CD19+ B細(xì)胞簇(表達(dá)生發(fā)中心標(biāo)志物Bcl6和增殖標(biāo)志物Ki-67)、被CD3+ T細(xì)胞包圍、內(nèi)部存在Tfh細(xì)胞(Bcl6+CD4+)、并伴有CD21/CD23+ 濾泡樹突狀細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)。
這些結(jié)構(gòu)周圍有大量MECA-79+ HEVs形成。
細(xì)胞依賴性:TLS的形成嚴(yán)格依賴于T細(xì)胞(CD4+和CD8+ T細(xì)胞均必需)。有趣的是,HEV的形成依賴于CD8+ T細(xì)胞和B細(xì)胞,但不依賴于CD4+ T細(xì)胞。這揭示了免疫細(xì)胞間在構(gòu)建抗腫瘤微環(huán)境中的復(fù)雜且精細(xì)的分工。
2. 功能驗證:聯(lián)合治療有效抑制腫瘤生長并防止復(fù)發(fā)
在初始治療中,聯(lián)合治療顯示出zui強的腫瘤生長抑制效果,該效果依賴于CD8+ T細(xì)胞。
zui ju說服力的發(fā)現(xiàn)在于長期保護效應(yīng):在一個模擬腫瘤手術(shù)切除后復(fù)發(fā)的“新輔助治療"模型中,接受聯(lián)合治療并因此在其原發(fā)瘤中形成TLS的小鼠,在二次攻擊時能夠幾乎wan全排斥腫瘤,獲得長期生存。而STING單藥治療幾乎無效,LTβR單藥治療雖有部分保護效果,但遠(yuǎn)遜于聯(lián)合治療。這表明聯(lián)合治療誘導(dǎo)了一種強大的免疫記憶。
3. 機制深入:聯(lián)合治療優(yōu)化TLS“適應(yīng)性"(Fitness),驅(qū)動B細(xì)胞高效活化與分化
流式細(xì)胞術(shù)和免疫熒光顯示,聯(lián)合治療組腫瘤中浸潤的B細(xì)胞不僅數(shù)量多,而且活化狀態(tài)(CD69+, CD44+)、記憶B細(xì)胞(CD73+PD-L2+)和抗體分泌漿細(xì)胞(CD138+IgG+)的比例顯著高于LTβR單藥組。這表明STING的加入極大地提升了TLS中B細(xì)胞反應(yīng)的“質(zhì)量"和“成熟度"。
轉(zhuǎn)錄組學(xué)(Bulk RNA-seq)分析證實,聯(lián)合治療重塑了腫瘤免疫微環(huán)境,基因簽名顯示:
先天免疫與炎癥:I型干擾素、TNF、TLR等通路持續(xù)激活。
適應(yīng)性免疫與B細(xì)胞功能:Tfh相關(guān)基因(如IL-21, IL-21R)、B細(xì)胞活化/分化和抗體類別轉(zhuǎn)換關(guān)鍵基因(如CD40, CD40L, AICDA)、漿細(xì)胞標(biāo)志物(Mzb1)顯著上調(diào)。
免疫趨化與血管重塑:關(guān)鍵趨化因子CXCL13及其受體CXCR5高表達(dá)。
Th1/Th2極化:向Th2型應(yīng)答傾斜(利于體液免疫),同時抑制Th17應(yīng)答。
單細(xì)胞RNA-seq(scRNA-seq)提供了更高分辨率的洞察:
B細(xì)胞群體發(fā)生顯著擴增,且涵蓋了從濾泡B細(xì)胞到記憶B細(xì)胞、漿細(xì)胞乃至長壽命漿細(xì)胞的完整分化譜系。
類別轉(zhuǎn)換分析顯示,聯(lián)合治療顯著促進(jìn)向IgG的轉(zhuǎn)換,而非IgA。
T細(xì)胞分析發(fā)現(xiàn),聯(lián)合治療促進(jìn)了初始CD4+ T細(xì)胞(CCR7+SELL+)的招募(與HEV增加相符)和記憶CD8+ T細(xì)胞的形成。
4. 免疫學(xué)貢獻(xiàn):闡明體液免疫與細(xì)胞免疫的共同作用
體液免疫:聯(lián)合治療的小鼠血清中含有高水平的腫瘤抗原特異性IgG抗體。將這種血清被動轉(zhuǎn)移給 na?ve 小鼠,能顯著抑制其腫瘤生長。此外,在聯(lián)合治療后的骨髓中發(fā)現(xiàn)了更多的長壽命漿細(xì)胞,這是長期體液免疫的基地。B細(xì)胞缺陷小鼠無法從聯(lián)合治療中獲得長期保護,證明了B細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫bu可或缺。
細(xì)胞免疫:盡管聯(lián)合治療并未顯著增加腫瘤中T細(xì)胞的總體數(shù)量,但它改變了T細(xì)胞的質(zhì)量和組成(如增加記憶CD8+ T細(xì)胞)。CD8+ T細(xì)胞或NK細(xì)胞的剔除會廢除聯(lián)合治療帶來的保護作用,證明了細(xì)胞免疫同樣是必需的。
三、 研究結(jié)論 (Research Conclusion)
本研究系統(tǒng)地論證了一個全新的癌癥免疫治療策略:
1. 協(xié)同誘導(dǎo):同時激活STING和LTβR通路是一種有效的治療手段,能夠在多種類型的腫瘤(包括“免疫冷"腫瘤)中協(xié)同誘導(dǎo)出結(jié)構(gòu)完整、功能成熟的TLS,而單一通路激活則不足以實現(xiàn)。
2. 機制創(chuàng)新:STING的激活不僅提供早期的先天免疫刺激和CD8+ T細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤殺傷,更重要的是它與LTβR激活在誘導(dǎo)TLS方面發(fā)揮了互補和增強的作用:LTβR驅(qū)動了TLS和HEV的“骨架"搭建,而STING則提供了關(guān)鍵的“信號指令",優(yōu)化了TLS的免疫微環(huán)境,特別是促進(jìn)了B細(xì)胞在TLS內(nèi)的克隆擴增、抗體類別轉(zhuǎn)換、分化為記憶B細(xì)胞和長壽命漿細(xì)胞,從而賦予了TLS強大的“適應(yīng)性"(Fitness)。
3. 雙重免疫:該策略所產(chǎn)生的強大抗腫瘤免疫力是體液免疫(B細(xì)胞/抗體)和細(xì)胞免疫(CD8+ T細(xì)胞/NK細(xì)胞)共同作用的結(jié)果。初始反應(yīng)由CD8+ T細(xì)胞主導(dǎo),而長期保護和對復(fù)發(fā)的防止則高度依賴于B細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫。
4. 臨床轉(zhuǎn)化前景:該研究為解決當(dāng)前免疫治療的瓶頸(如原發(fā)/繼發(fā)性耐藥、腫瘤復(fù)發(fā))提供了新思路。鑒于STING激動劑已在臨床試驗中,且針對LTβR的人源化激動抗體有望開發(fā),這一聯(lián)合策略具有ji高的臨床轉(zhuǎn)化潛力,有望成為增強現(xiàn)有免疫治療(如免疫檢查點抑制劑、癌癥疫苗)療效的基石性方案。