免疫细胞过继疗法（Adoptive Cell Therapy）是癌症免疫治疗的热门方向，像我们熟知的CAR-T、TCR-T都属于这一类治疗。简单来说，就是通过体外基因编辑改造T细胞，并回输到患者体内，让它们能识别并杀伤带有某些特征抗原的肿瘤细胞。
然而，肿瘤也有它的招数，在与免疫细胞抗争的过程中，肿瘤会逐渐丢失这些特征抗原，这样改造后的T细胞就“认不出”肿瘤了，肿瘤细胞就得以逃脱T细胞的攻击。
有没有什么办法可以攻破肿瘤这一招数，从而歼灭所有的肿瘤细胞呢？
近日，美国维克森林大学医学院鲁勇团队在Cancer Cell期刊发表重要研究成果(1)。他们发现利用一类新型的辅助性T细胞——Th9细胞——进行过继细胞治疗，可通过调动起机体自身的免疫反应，来消除抗原丢失突变的肿瘤细胞，从而有效地根除肿瘤。
论文首页截图
一直以来，肿瘤特异性T细胞的过继细胞疗法主要集中于CD8+细胞毒性T细胞，而最近几年，CD4+ T细胞（例如大家熟知的Th1和Th17）在抗肿瘤免疫中的作用也逐渐受到关注。
Th9细胞是一类发现较晚的新型CD4+ T细胞亚群，鲁勇团队的前期工作发现，肿瘤特异性Th9细胞可以高效地清除特征抗原阳性的肿瘤细胞(2)。
然而，肿瘤是一种高异质性的疾病，并不是所有肿瘤细胞都会表达特征抗原。那么，对于发生了抗原丢失的肿瘤（ALV肿瘤），Th9细胞是否也能发挥很好的清除效果呢？
为了搞清楚Th9细胞的抗肿瘤能力和特点，鲁勇团队首先拿Th1、Th17细胞和Th9细胞做了个比较。
他们获取了能识别黑色素瘤特异性抗原酪氨酸酶相关蛋白-1（TRP-1）的Th1、Th17和Th9，然后分别将这些细胞回输到晚期黑色素瘤小鼠体内，来比较这三种T细胞的抗肿瘤能力。
研究人员发现，只有过继转移TRP-1特异性Th9细胞时，可以让小鼠的肿瘤达到治愈的效果，且不会出现复发。Th17虽然有一定的效果，但肿瘤最终会复发；而Th1细胞的治疗效果就十分有限了。
Th9细胞治疗可以完全清除肿瘤，而Th1和Th17细胞的治疗效果较为有限
研究人员还观察到了一个神奇的现象，在过继转移TRP-1特异性Th17细胞治疗小鼠中，复发的肿瘤会从原来的黑色变为灰白色。
原来，表达TRP-1的肿瘤细胞可以被TRP-1特异性T细胞有效杀伤，而不表达TRP-1的肿瘤细胞并不会被TRP-1特异性的T细胞识别杀伤，从而被选择出来。而TRP-1在黑色素的合成中有着关键作用，所以肿瘤颜色会发生变化。
也就是说，在抗原特异性T细胞的选择下，肿瘤发生了抗原丢失变成ALV肿瘤，这样抗原特异性T细胞就“不认识”肿瘤了。
高剂量的Th1细胞治疗或Th17细胞治疗后，黑色素瘤会变“白”；Th9细胞治疗可使肿瘤完全治愈
研究人员又尝试了其他几种模型，都得到了类似的结果。那么问题来了，同样是回输肿瘤特异性的T细胞，为什么回输Th17细胞会产生ALV肿瘤，而回输Th9细胞却能歼灭所有癌细胞呢？
研究人员对肿瘤中浸润的免疫细胞进行了分析，发现在用Th9细胞治疗的肿瘤中，单核细胞的浸润显著增多了。而通过抗体清除单核细胞后，Th9细胞治疗时也会产生ALV肿瘤。
Th9细胞治疗后，肿瘤中浸润的单核细胞显著升高
那么，为何在Th9细胞治疗时，这些单核细胞会被招募到肿瘤中来呢？
研究人员首先想到可能是有一些趋化因子参与了这一过程，然而一系列的筛选验证均没有找到可能发挥作用的趋化因子。
先前有文献报道，单核细胞上的嘌呤能受体P2Y2（由P2ry2基因编码），可以感知凋亡细胞释放的胞外ATP（eATP），从而促使单核细胞向凋亡细胞趋化(3)。研究人员发现嘌呤信号抑制剂能显著降低肿瘤中单核细胞浸润，且敲除宿主P2ry2基因可以阻止单核细胞向肿瘤浸润，并消除Th9细胞的抗ALV肿瘤的能力。
先前的研究还发现，T细胞的表面可以表达一种叫做CD39的酶，这种酶可将eATP转换为AMP(4)。因此，研究人员猜测Th9细胞（而不是Th1和Th17细胞）不产生CD39，这样eATP在肿瘤环境中仍然存在，并发挥招募单核细胞的作用。
Th1和Th17细胞表达较高水平的CD39，但Th9细胞几乎不表达
果然，研究人员发现， Th1和Th17细胞表达高水平的CD39，而Th9细胞表达非常低。与之对应的是，与Th1、Th17细胞相比，Th9细胞与肿瘤细胞共培养时，上清中eATP含量显著升高。此外，在Th9细胞中过表达CD39，可以在很大程度上消除单核细胞向肿瘤的浸润，并导致TRP-1阴性肿瘤细胞生长。
搞清楚了单核细胞是如何被“吸引”到肿瘤中的，接下来就得看看单核细胞来了之后是如何抗肿瘤的了。
研究人员将小鼠肿瘤中浸润的单核细胞，以及脾脏中的单核细胞分选出来，通过表达谱分析发现，肿瘤中的单核细胞表现出更强的I型干扰素表达特征。小鼠模型也证实，在Th9细胞治疗的肿瘤中，肿瘤单核细胞是I型干扰素产生的主要来源。
Th9细胞可以诱导肿瘤中的单核细胞产生大量的I型干扰素
I型干扰素对于激活抗肿瘤免疫反应有着重要作用。果然，在阻断I型干扰素受体后，Th9细胞的抗ALV肿瘤的能力就消失了。
有趣的是，研究人员还发现，ALV肿瘤并不是直接被Th9细胞杀伤清除的。原来，I型干扰素可以激活宿主自身的免疫细胞（如CD4+ T细胞、CD8+ T细胞和NK细胞），让这些免疫细胞来帮忙清除ALV肿瘤。
最后，研究人员还发现单核细胞中的eATP-ERVS-TLR3/Mavs通路在I型干扰素的产生中发挥了关键作用。
机制总结图
总的来说，这项研究发现肿瘤特异性的Th9细胞，除了能杀伤表达特异抗原的肿瘤细胞，还可以通过招募单核细胞浸润到肿瘤中，并刺激它们分泌I型干扰素，从而激活机体自身的免疫细胞来清除抗原丢失的肿瘤细胞。这一发现对于解决过继细胞疗法中的肿瘤抗原丢失问题有着重要意义。
参考文献
1.G. Xue et al., Adoptive cell therapy with tumor-specific Th9 cells induces viral mimicry to eliminate antigen-loss-variant tumor cells. Cancer Cell, (2021).
2.Y. Lu et al., Th9 Cells Represent a Unique Subset of CD4(+) T Cells Endowed with the Ability to Eradicate Advanced Tumors. Cancer Cell 33, 1048-1060 e1047 (2018).
3.M. R. Elliott et al., Nucleotides released by apoptotic cells act as a find-me signal to promote phagocytic clearance. Nature 461, 282-286 (2009).
4.P. K. Gupta et al., CD39 Expression Identifies Terminally Exhausted CD8+ T Cells. PLoS Pathog 11, e1005177 (2015).
责任编辑丨BioTalker