Nat. Cell Biol. 結(jié)直腸癌 PD-1 耐藥怎么辦？新型細(xì)胞療法提供新思路

《Nature Cell Biology》

影響因子：19.1

期刊ISSN：1465-7392（Print）；1476-4679（Online）

分區(qū)：中科院1區(qū) TOP期刊

發(fā)文量：274/年（2025年）

自引率：1.20%

平均審稿速度：3.0月

一、 研究思路

l 臨床樣本：健康人 + 結(jié)直腸癌患者（回腸、結(jié)腸、腫瘤、淋巴結(jié)、外周血）；13 例接受 PD-1 治療的 MSI-H 患者

l 動(dòng)物模型：野生型小鼠、Cd160基因敲除小鼠；AOM/DSS 炎癥腸癌、MC38（MSI）、CT26（MSS）、PD-1 耐藥腸癌模型

l 核心技術(shù)：?jiǎn)渭?xì)胞多組學(xué)、TCR 克隆譜系分析、體外 T 細(xì)胞耗竭模型、細(xì)胞過(guò)繼轉(zhuǎn)移、Co-IP/PLA/ 分子動(dòng)力學(xué)（蛋白互作）

二、 研究背景

結(jié)直腸癌（Colorectal Cancer，CRC）是全球發(fā)病率和死亡率最高的惡性腫瘤之一。近年來(lái)，PD-1免疫檢查點(diǎn)抑制劑已成為MSI-H（微衛(wèi)星高度不穩(wěn)定）結(jié)直腸癌的重要治療方案，但絕大多數(shù)患者，尤其是MSI-H型患者，對(duì)免疫治療反應(yīng)較差，其根本原因在于腫瘤微環(huán)境中存在嚴(yán)重的T細(xì)胞耗竭（T cell exhaustion）和免疫抑制。

已有研究發(fā)現(xiàn)，CD8? T細(xì)胞是發(fā)揮抗腫瘤免疫作用的核心效應(yīng)細(xì)胞，而不同來(lái)源組織中的CD8? T細(xì)胞具有明顯異質(zhì)性。特別是回腸（ileum）和結(jié)腸（colon）作為腸道不同區(qū)域，其免疫組成存在顯著差異，但這些差異是否決定了結(jié)直腸癌免疫微環(huán)境形成，以及是否存在具有持續(xù)殺傷能力、能夠抵抗終末耗竭（terminal exhaustion）的特殊CD8? T細(xì)胞亞群，目前尚未得到系統(tǒng)闡明。

因此，該篇研究利用大規(guī)模單細(xì)胞多組學(xué)分析，系統(tǒng)繪制正常腸道及結(jié)直腸癌免疫圖譜，尋找決定抗腫瘤免疫的新型T細(xì)胞亞群，并解析其調(diào)控機(jī)制，為提高PD-1免疫治療療效提供新的治療策略。

三、 研究結(jié)果

1、 CD160?CD8? T細(xì)胞在正常腸道中富集，并在結(jié)直腸癌中逐漸減少

研究人員首先整合單細(xì)胞RNA測(cè)序、TCR/BCR測(cè)序及Bulk RNA測(cè)序數(shù)據(jù)，構(gòu)建了結(jié)直腸癌不同組織來(lái)源的免疫細(xì)胞圖譜。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，回腸組織中富集大量CD160?CD8? T細(xì)胞，而隨著組織由回腸、正常結(jié)腸逐漸向腫瘤組織演變，該細(xì)胞亞群比例持續(xù)下降，與此同時(shí)，終末耗竭T細(xì)胞比例不斷增加。進(jìn)一步結(jié)合TCR克隆譜分析發(fā)現(xiàn)，CD160?CD8? T細(xì)胞具有較強(qiáng)的克隆擴(kuò)增能力，并主要來(lái)源于腸道組織而非外周血，提示其是腸道固有免疫系統(tǒng)中的重要效應(yīng)T細(xì)胞群體，在維持腸道免疫監(jiān)視及抗腫瘤免疫中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

2、 CD160?CD8? T細(xì)胞具有更強(qiáng)的細(xì)胞毒作用和抗耗竭能力

為了進(jìn)一步評(píng)價(jià)CD160?CD8? T細(xì)胞的功能特征，研究人員建立了體外慢性刺激誘導(dǎo)的T細(xì)胞耗竭模型，并開(kāi)展腫瘤細(xì)胞共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，與CD160?CD8? T細(xì)胞相比，CD160?CD8? T細(xì)胞表達(dá)更高水平的Granzyme B，同時(shí)TIM3和PD-1等終末耗竭標(biāo)志物表達(dá)明顯降低，說(shuō)明其具有更強(qiáng)的細(xì)胞毒活性和更好的抗耗竭能力。在與MC38腫瘤細(xì)胞共培養(yǎng)過(guò)程中，CD160?CD8? T細(xì)胞能夠誘導(dǎo)更多腫瘤細(xì)胞死亡。此外，體內(nèi)追蹤實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)，該細(xì)胞亞群具有更強(qiáng)的腫瘤浸潤(rùn)能力，并可在腫瘤微環(huán)境中逐漸獲得腫瘤抗原特異性，表現(xiàn)出持續(xù)增強(qiáng)的抗腫瘤活性。

3、 過(guò)繼轉(zhuǎn)移CD160?CD8? T細(xì)胞能夠顯著抑制結(jié)直腸癌進(jìn)展

為驗(yàn)證CD160?CD8? T細(xì)胞的體內(nèi)抗腫瘤作用，研究人員分別在AOM/DSS誘導(dǎo)的炎癥相關(guān)結(jié)直腸癌模型和MC38皮下移植瘤模型中進(jìn)行了過(guò)繼轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，接受CD160?CD8? T細(xì)胞治療的小鼠腫瘤數(shù)量明顯減少，腫瘤體積顯著縮小，腫瘤組織內(nèi)Granzyme B陽(yáng)性CD8? T細(xì)胞比例明顯增加，而接受CD160?CD8? T細(xì)胞的小鼠則未觀察到明顯的抑瘤效果。這些結(jié)果表明，CD160?CD8? T細(xì)胞具有顯著的體內(nèi)抗腫瘤能力，可有效抑制結(jié)直腸癌發(fā)生和發(fā)展。

4、 CD160缺失促進(jìn)T細(xì)胞終末耗竭并加速腫瘤生長(zhǎng)

為了明確CD160在抗腫瘤免疫中的功能，研究人員構(gòu)建了Cd160基因敲除小鼠，并建立結(jié)直腸癌模型進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Cd160缺失后，小鼠腫瘤數(shù)量和腫瘤體積均明顯增加，腫瘤浸潤(rùn)C(jī)D8? T細(xì)胞的細(xì)胞毒功能顯著下降，Granzyme B表達(dá)減少。同時(shí)，具有持續(xù)增殖潛能的TCF1?PD-1?祖細(xì)胞樣耗竭T細(xì)胞比例下降，而TCF1?PD-1?終末耗竭T細(xì)胞顯著增多。進(jìn)一步進(jìn)行CD160?CD8? T細(xì)胞過(guò)繼轉(zhuǎn)移后，上述異常均得到明顯改善，說(shuō)明CD160對(duì)于維持CD8? T細(xì)胞功能、延緩終末耗竭及發(fā)揮持續(xù)抗腫瘤作用具有重要意義。

5、 CD160?CD8? T細(xì)胞可提高PD-1免疫治療療效并克服部分耐藥

研究人員進(jìn)一步評(píng)估了CD160?CD8? T細(xì)胞與PD-1免疫治療之間的關(guān)系。研究結(jié)果顯示，在MSI-H結(jié)直腸癌模型中，聯(lián)合過(guò)繼轉(zhuǎn)移CD160?CD8? T細(xì)胞和抗PD-1抗體治療能夠較單獨(dú)PD-1治療更顯著地抑制腫瘤生長(zhǎng)，提高治療效果。在抗PD-1耐藥模型中，輸入CD160?CD8? T細(xì)胞同樣能夠恢復(fù)部分腫瘤對(duì)PD-1治療的敏感性。此外，臨床隊(duì)列分析發(fā)現(xiàn)，CD160高表達(dá)患者具有更長(zhǎng)的無(wú)進(jìn)展生存期，提示CD160不僅具有重要的抗腫瘤生物學(xué)功能，還可作為預(yù)測(cè)免疫治療療效的潛在生物標(biāo)志物，并有望成為提高PD-1免疫治療效果的新型細(xì)胞治療靶點(diǎn)。

6、 CD160通過(guò)激活PI3K–AKT–NF-κB信號(hào)通路增強(qiáng)CD8? T細(xì)胞細(xì)胞毒功能

研究人員進(jìn)一步通過(guò)機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，CD160不僅是CD8? T細(xì)胞的表面標(biāo)志分子，還直接參與細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。研究發(fā)現(xiàn)，CD160能夠直接結(jié)合PI3K調(diào)節(jié)亞基p85α，并激活PI3K–AKT信號(hào)通路，促進(jìn)NF-κB進(jìn)入細(xì)胞核，從而上調(diào)FcεR1γ和4-1BB等關(guān)鍵效應(yīng)分子的表達(dá)，最終增強(qiáng)Granzyme B介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用。進(jìn)一步敲低p85α后，AKT磷酸化水平及Granzyme B表達(dá)均明顯下降，而敲低p110δ則未產(chǎn)生明顯影響，提示CD160主要通過(guò)PI3K p85α介導(dǎo)信號(hào)激活，促進(jìn)CD8? T細(xì)胞抗腫瘤功能。

四、 研究結(jié)論

該篇研究通過(guò)單細(xì)胞多組學(xué)系統(tǒng)繪制了結(jié)直腸癌不同組織來(lái)源的免疫圖譜，鑒定出一種來(lái)源于腸道、具有高度細(xì)胞毒性且能夠抵抗終末耗竭的新型CD160?CD8? T細(xì)胞亞群。研究證實(shí)，該細(xì)胞群能夠持續(xù)擴(kuò)增、有效浸潤(rùn)腫瘤，并顯著抑制MSI-H 及炎癥誘導(dǎo)型結(jié)直腸癌發(fā)展。

機(jī)制研究進(jìn)一步揭示，CD160并不僅是細(xì)胞表面標(biāo)志，而是通過(guò)直接結(jié)合PI3K調(diào)節(jié)亞基p85α，激活PI3K-AKT-NF-κB信號(hào)通路，上調(diào)FcεR1γ和4-1BB等關(guān)鍵效應(yīng)分子，從而增強(qiáng)CD8? T細(xì)胞殺傷功能并維持其祖細(xì)胞樣耗竭 T 細(xì)胞狀態(tài)，避免進(jìn)入終末耗竭。

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明，無(wú)論是在炎癥誘導(dǎo)CRC模型還是移植瘤模型中，過(guò)繼轉(zhuǎn)移CD160?CD8? T細(xì)胞均可顯著抑制腫瘤生長(zhǎng)，并增強(qiáng)PD-1免疫治療療效，甚至在部分耐藥模型中恢復(fù)治療敏感性。