Treg三種表型中有抗腫瘤活性的部分解析

前言：調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory T cells ，Treg）在我們的潛意識(shí)中成了免疫抑制，促進(jìn)腫瘤的“壞細(xì)胞”。但其實(shí)不然...

調(diào)節(jié)性T細(xì)胞及其穩(wěn)定性

Treg作為免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)因子，維持內(nèi)穩(wěn)態(tài)，防止自身免疫性疾病發(fā)生發(fā)展。
Treg抑制功能通過(guò)多種機(jī)制發(fā)揮作用：

• 分泌抑制性細(xì)胞因子：IL10、IL35、TGFβ

• 產(chǎn)生CD39、CD73、腺苷產(chǎn)生或IL2剝奪，破壞代謝

• 通過(guò)顆粒酶B直接溶解免疫細(xì)胞

• 通過(guò)LAG3和CTLA-4調(diào)節(jié)DC的發(fā)育和功能等

腫瘤微環(huán)境(TME)的獨(dú)特之處在于它營(yíng)養(yǎng)不良、缺氧和酸性，對(duì)于效應(yīng)T細(xì)胞(Teffs)非常不友好，因?yàn)槠湟蕾?lài)糖酵解提供能量。與此相反，Treg依賴(lài)于氧化磷酸化，并被認(rèn)為在缺氧、酸性環(huán)境中具有增殖和功能優(yōu)勢(shì)。

Treg的穩(wěn)定性被定義為Foxp3的持續(xù)表達(dá)，CNS2位點(diǎn)的低甲基化，并維持抑制功能。現(xiàn)在這些觀點(diǎn)在逐漸改變，Treg不穩(wěn)定性最初被定義為細(xì)胞中Foxp3表達(dá)的缺失，隨后抑制功能的喪失，最近幾年，研究者發(fā)現(xiàn)另外一群脆弱型Treg, 表達(dá)Foxp3，但是沒(méi)有抑制功能。

調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的三種表型
 

Cancer Immunol Res; 6(8) August 2018
根據(jù)Treg是否表達(dá)Foxp3以及是否具備抑制功能，將其分為三類(lèi)
 

• 穩(wěn)定型Treg: 表達(dá)Foxp3，具有抑制功能
• 脆弱型Treg：表達(dá)Foxp3, 但I(xiàn)L-10等抑制因子表達(dá)下降，無(wú)/低抑制功能，分泌IFN-γ，具有抗腫瘤活性
• 不穩(wěn)定Treg：不表達(dá)Foxp3，無(wú)抑制功能

Foxp3表達(dá)缺失部分原因是由于Foxp3基因某些位點(diǎn)缺乏去甲基化。該位點(diǎn)的去甲基化于2007年首次被描述，F(xiàn)oxp3位點(diǎn)的5’UTR中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)保守的去甲基化CpG基序的區(qū)域(稱(chēng)為T(mén)SDR/CNS2)。這種去甲基化模式在小鼠和人類(lèi)外周血的胸腺和成熟的周?chē)鶷reg中均可觀察到。相比之下，CNS2在效應(yīng)CD4+T細(xì)胞中被甲基化。
Foxp3位點(diǎn)的低甲基化被認(rèn)為是Treg穩(wěn)定性所必需的，但它不依賴(lài)于Foxp3的上調(diào)而發(fā)生。

抗腫瘤活性-脆弱型Treg
 

Cell 169, 1130–1141.e11 (2017).

多種因素對(duì)Treg脆性很重要，包括Nrp1、Foxo1和Eos。

 

Nrp1缺失和IFN-γ增加

 

雖然Nrp1可以在多種細(xì)胞類(lèi)型上表達(dá)，但它在Treg上調(diào)，并通過(guò)與Sema4a結(jié)合來(lái)支持Treg抑制功能。

 

由匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院等在Cell發(fā)表的結(jié)果顯示，正常人Nrp1+Treg處于低比例，但是在頭頸部鱗癌（HNSCC）和轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者的外周血淋巴細(xì)胞（PBL）和腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞（TIL）中，比例顯著升高。且高比例患者DFS生存期大幅縮短。

 

Cell 169, 1130–1141.e11 (2017).

在缺乏Nrp1信號(hào)通路的情況下（無(wú)論是通過(guò)Nrp1阻斷或基因缺失)，腫瘤內(nèi)Treg顯示細(xì)胞存活率降低，抑制標(biāo)記物(如CD73、IL10和IL35)的表達(dá)降低，抑制功能顯著受損。腫瘤內(nèi)缺乏Nrp1的Treg分泌IFN-γ，可以驅(qū)動(dòng)野生型Treg向脆弱型Treg分化，進(jìn)一步降低抑制活性。IFN-γ對(duì)于維持脆弱型Treg的抗腫瘤活性是必需的，也可以增強(qiáng)PD-1抗體的治療效果。

Cell 169, 1130–1141.e11 (2017).

缺乏Nrp1誘導(dǎo)的脆弱型Treg只局限于腫瘤內(nèi)，這與腫瘤內(nèi)缺氧的環(huán)境和Treg代謝特點(diǎn)相關(guān)。

 

Foxo1缺失

 

Foxo1是在Treg發(fā)育過(guò)程中Foxp3上調(diào)的關(guān)鍵因子，但在成熟的Treg中，F(xiàn)oxo1的缺失或突變導(dǎo)致了脆弱的表型，而非不穩(wěn)定的表型。

 

Treg中Foxo1缺失導(dǎo)致全身性Treg脆弱表型，而非局限于腫瘤微環(huán)境，導(dǎo)致IFN-γ依賴(lài)的全炎癥表型。

 

Eos缺失

 

Eos在Treg中上調(diào)，當(dāng)被移除后，Treg抑制減少，IFN-γ和IL2上調(diào)，但Foxp3的表達(dá)保持不變。

LAG3可能限制了Eos在treg中的表達(dá)，從而促進(jìn)了脆弱性，但還需要進(jìn)一步的研究。據(jù)報(bào)道，當(dāng)LAG3在Treg上被刪除時(shí)，Eos會(huì)增加，并在自身免疫性糖尿病環(huán)境中導(dǎo)致更好的抑制功能。

 

一些存在的問(wèn)題

 

• 患者中不穩(wěn)定型或脆弱型Treg的精準(zhǔn)標(biāo)記物是什么？可否開(kāi)發(fā)免疫治療的伴隨診斷方法？

• Treg脆弱性還有其他驅(qū)動(dòng)因素？雖然IFN-γ已被證明可以驅(qū)動(dòng)Treg的脆弱性，但其他細(xì)胞因子或可溶性因子可能導(dǎo)致類(lèi)似的表型。

• 檢查點(diǎn)阻斷應(yīng)答者和無(wú)反應(yīng)者的Treg脆弱型和不穩(wěn)定型水平？它們是否與臨床療效相關(guān)？患者對(duì)免疫治療的反應(yīng)是否取決于Treg的脆弱型？

 

參考文獻(xiàn)

1. Kuniyasu Y, Takahashi T, Itoh M, Shimizu J, Toda G, Sakaguchi S. Naturally anergic and suppressive CD25(+)CD4(+þ) T cells as a functionally and phenotypically distinct immunoregulatory T cell subpopulation. Int Immunol 2000;12:1145–55

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3. Kathryn A. Helmin,Maintenance DNA methylation is essential for  regulatory T cell development and stability of  suppressive function，: J Clin Invest. 2020;130(12):6571–6587

4. Overacre-Delgoffe, A. E. et al. Interferon-γ drives Treg fragility to promote anti-tumor immunity. Cell 169, 1130–1141.e11 (2017).

5. Abigail E. Overacre-Delgoffe, and Dario A.A. Vignali，Treg Fragility: A Prerquisite for Effective Antitumor Immunity?Cancer Immunol Res; 6(8) August 2018