《自然》子刊：千里姻缘“双抗”牵，DC细胞让T细胞“嗨翻天”！

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《自然》子刊：千里姻缘“双抗”牵，DC细胞让T细胞“嗨翻天”！
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来源：奇点网 2021-12-06 08:38; K+ c! n1 H4 m1 E5 K( R
双特异性T细胞衔接器（BiTE）是一种能同时结合肿瘤相关抗原（TAA）和T细胞上CD3的双特异性抗体，起初这样设计是希望将T细胞定向到癌细胞，从而使T细胞能有效地杀伤癌细胞(1)。然而理想很丰满，现实很骨感。肿瘤微环境中T细胞的数量非常有限，而且癌细胞还可以启动多种机制来逃避T细胞的杀伤。此外，许多TAA在正常组织中也表达，因而在实际应用的过程中4 [- r" v5 i+ {
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双特异性T细胞衔接器（BiTE）是一种能同时结合肿瘤相关抗原（TAA）和T细胞上CD3的双特异性抗体，起初这样设计是希望将T细胞定向到癌细胞，从而使T细胞能有效地杀伤癌细胞(1)。
+ ~1 t7 o$ J3 d- s7 M* @( s& p! q然而理想很丰满，现实很骨感。肿瘤微环境中T细胞的数量非常有限，而且癌细胞还可以启动多种机制来逃避T细胞的杀伤。$ v5 l1 ?; G0 G  W
此外，许多TAA在正常组织中也表达，因而在实际应用的过程中会导致“on-target off-tumor”的发生，并产生细胞因子风暴和组织损伤等毒性反应。因此，BiTE在实体瘤中的应用受到了极大的限制(2)。- u4 `" b9 ?$ _5 y$ n5 L" ^
既然针对TAA会有这么多的限制，我们是否可以从新的思路和机制出发，来设计出更优的BiTE呢？5 I# l' w% _$ h3 A
来自德克萨斯大学西南医学中心的傅阳心教授团队在《自然·生物医学工程》期刊发表重要研究成果(3)。: h& m+ \2 u0 C& Y3 i
他们发现靶向树突状细胞PD-L1和T细胞CD3的双特异性抗体，可以促进树突状细胞对肿瘤特异性T细胞的激活，从而使T细胞更有力地杀伤癌细胞。这一发现突破传统的BiTE设计思路，为新一代双特异性抗体的开发提供了方向。+ K1 P! N- E! E( Y: l2 H! W
免疫检查点PD-L1在肿瘤组织中的多种免疫细胞和癌细胞上广泛表达，来抑制细胞毒T细胞的功能。研究人员想到，针对PD-L1来设计BiTE，可以起到一石二鸟的作用：既可以实现肿瘤组织靶向，还可以通过阻断PD-L1/PD-1之间的相互作用，来增强T细胞的功能。$ Z: K0 u) f+ p9 f
基于这一思路，研究人员设计了同时靶向PD-L1和CD3的双特异性抗体（PD-L1×CD3）。同时，研究人员还构建了靶向肿瘤相关抗原EGFR和CD3的双特异性抗体（Erb×CD3），并建立了几种EGFR过表达的肿瘤模型，这样可以对这两种双特异性抗体进行比较。- l: `: O8 }6 O1 k& \5 C
研究人员发现，和Erb×CD3双抗相比，PD-L1×CD3表现出更强的抗肿瘤效果，且不会产生严重的毒性反应。那么，PD-L1×CD3发挥作用的机制是怎样的呢？; c5 X, T" E% [9 w( G9 [# k
研究人员发现PD-L1×CD3在Rag1敲除的荷瘤小鼠（T、B细胞缺陷）中不起作用。此外，在用抗体清除免疫正常小鼠体内的CD8+ T细胞后，治疗作用也消失了，这说明PD-L1×CD3的治疗作用依赖于CD8+ T细胞介导的抗肿瘤免疫反应。% _& t# D: y: A2 E$ g9 F$ \
PD-L1在多种细胞上广泛表达，包括肿瘤细胞和各种免疫细胞，那到底是哪种细胞上表达的PD-L1的作用最关键呢？1 c. V7 q; t- B
研究人员首先测试了PD-L1×CD3双抗对PD-L1敲除肿瘤的治疗效果。令人惊讶的是，在敲除了肿瘤细胞中的PD-L1后，PD-L1×CD3双抗在小鼠中仍然能产生有效的抗肿瘤反应。
$ d6 b" o; y4 p/ H/ y+ k/ C( m然而，在敲除小鼠的PD-L1后，PD-L1×CD3双抗治疗作用完全被消除，这表明宿主细胞上（而不是在肿瘤细胞上）的PD-L1，在PD-L1×CD3双抗的抗肿瘤作用中发挥着关键作用。
, w% Q" q; b7 z研究人员又进一步通过各种条件性敲除小鼠来锁定这一细胞。结果发现，在特异性敲除树突状细胞（DC）中的PD-L1后，PD-L1×CD3双抗的作用就消失了。更加细致的分析发现，树突状细胞中的CD103+ cDC1亚群发挥了最为重要的作用。
: O- w5 `" ^* ]" A2 s这一发现着实让人有些意外，如果是直接靶向肿瘤细胞，那比较好理解——肿瘤细胞可以直接被T细胞干掉。那为何实际上是树突状细胞在这一过程中发挥了更为重要的作用呢？: L% w/ h2 c. v. F+ ?% T: l& h
研究人员首先分析了PD-L1×CD3双抗对肿瘤微环境的影响。他们发现，在双抗治疗后，CD8+ T细胞被更好地激活，且增殖能力增强。更重要的是，PD-L1×CD3双抗治疗后，肿瘤中抗原特异性CD8+ T细胞的百分比也增加了。  C- b( U4 F9 N
此外，肿瘤微环境的中的免疫抑制型细胞的比例显着降低。说明PD-L1×CD3双抗可以重塑肿瘤微环境，从而增强特异性抗肿瘤免疫反应。8 G$ Y5 Q' X5 V3 e9 W6 t
那背后的机制究竟是什么呢？+ P3 _& n5 e8 Z' |# N- K/ i5 P8 w
我们都知道，T细胞的增殖与活化需要树突状细胞等抗原递呈细胞上的B7-1/2（CD80/CD86）与T细胞表面的共刺激受体CD28结合。而且此前的研究也表明，抗PD-1治疗的疗效依赖于CD28，提示共刺激信号在生成和维持T细胞免疫反应中有重要作用(4， 5)。因此，作者猜测PD-L1×CD3双抗的治疗效果可能依赖于T细胞的共刺激信号。
: R  a) w3 l, Q% W% H4 M为了验证这一假设，研究人员在使用PD-L1×CD3治疗的同时，给予抗CD80/86抗体来阻断B7-CD28共刺激信号。结果发现，阻断共刺激信号完全消除了PD-L1×CD3的治疗效果，提示PD-L1×CD3治疗通过增强CD28共刺激信号来促进T细胞的活化，从而产生有效的抗肿瘤免疫反应。
* ^# f9 A7 ~1 x  y- |* L3 _经过这一系列抽丝剥茧般的分析，PD-L1×CD3抗肿瘤的作用机制终于清晰了：在肿瘤微环境中，PD-L1×CD3双抗主要通过连接树突状细胞和T细胞来发挥作用，这不仅可以通过CD3给予T细胞活化的第一信号，还可以阻断PD-1/PD-L1介导的抑制作用。同时，树突状细胞上的CD80/CD86会与T细胞上的CD28结合，为T细胞激活提供第二信号。因此，肿瘤组织中的T细胞将被重新激活，从而产生有效的抗肿瘤免疫反应。(生物谷Bioon.com）
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