摘要:肿瘤免疫治疗已是癌症治疗的重要方向,尤其是免疫检查点抑制剂(如PD-1/PD-L1抑制剂)的成功应用,使得癌症治疗迎来了新的曙光。然而,即使这些治疗方法在部分患者中表现出显著疗效,仍有大量患者未能得到有效的治疗。这种现象背后,隐藏着肿瘤免疫逃逸和免疫耐受的复杂
引言
肿瘤免疫治疗已是癌症治疗的重要方向,尤其是免疫检查点抑制剂(如PD-1/PD-L1抑制剂)的成功应用,使得癌症治疗迎来了新的曙光。然而,即使这些治疗方法在部分患者中表现出显著疗效,仍有大量患者未能得到有效的治疗。这种现象背后,隐藏着肿瘤免疫逃逸和免疫耐受的复杂机制。因此,如何激发和维持抗肿瘤免疫反应,尤其是增强肿瘤特异性CD8+ T细胞(CTLs)的功能,成为了肿瘤免疫治疗研究中的关键课题。
在这一背景下,2月5日Nature的研究报道“IL-27 elicits a cytotoxic CD8+ T cell program to enforce tumour control”,研究人员发现IL-27(白细胞介素-27)作为一种重要的免疫细胞因子,具有调节免疫反应的潜力。IL-27不仅在调节T细胞的生长和分化中扮演着至关重要的角色,它还能在肿瘤微环境中促进CD8+ T细胞的持久性和效能,从而增强其对肿瘤的免疫攻击作用。IL-27的作用特别引人注目,因为它不仅能提高抗肿瘤T细胞的效能,还能在与其他免疫检查点抑制剂联合应用时,产生协同作用,进一步提高治疗效果。
该研究深入探讨了IL-27在小鼠肿瘤模型中的作用,发现IL-27通过直接作用于肿瘤特异性CD8+ T细胞,显著提升了它们的抗肿瘤功能和持续性。通过过表达IL-27或使用半衰期延长的IL-27蛋白,研究人员成功地诱导了肿瘤的消退,同时未出现明显的免疫相关毒性。此外,IL-27与PD-L1抑制剂的联合使用,进一步验证了它在免疫治疗中的潜力。这些发现不仅为肿瘤免疫治疗提供了新的思路,也为未来开发更加有效的免疫治疗策略奠定了基础。
通过该研究,IL-27被重新定义为一种具有强大潜力的免疫调节因子,不仅为肿瘤免疫治疗提供了新的希望,也为其他免疫相关疾病的治疗开辟了新的方向。在未来,IL-27的临床应用可能会成为癌症免疫治疗领域的重要突破,特别是在那些对现有治疗反应不佳的患者中。
肿瘤免疫治疗的新曙光
肿瘤免疫治疗已经成为现代癌症治疗的重要组成部分。通过激活患者自身的免疫系统,特别是调动T细胞等免疫细胞对抗肿瘤,免疫治疗为许多癌症患者带来了新的生机。尤其是免疫检查点抑制剂(如PD-1/PD-L1抑制剂)在多种癌症中展现了显著的疗效,改变了传统的治疗模式,为癌症患者带来了突破性的进展。
然而,尽管免疫治疗取得了令人瞩目的成就,但仍有大量患者未能从中获益。临床实践中,免疫治疗并非对所有患者有效,这背后隐藏着许多复杂的机制。一项关键原因在于肿瘤免疫微环境(TME)的复杂性,肿瘤细胞往往能够通过免疫逃逸机制避免免疫系统的攻击。例如,肿瘤微环境中的免疫抑制性细胞和分子,尤其是免疫检查点分子(如PD-1和CTLA-4),通过阻止T细胞的激活和效能,使得免疫系统在肿瘤面前失去战斗力。
即便如此,免疫检查点抑制剂仍然是目前免疫治疗中最常见的策略。然而,只有部分患者能够从中获得持续的治疗效果。根据最新的研究数据,尽管PD-1/PD-L1抑制剂在一些肿瘤类型中产生了令人瞩目的反应,但大约70%的患者对这种治疗没有明显的反应。这一现象表明,免疫治疗的效果并不仅仅取决于肿瘤的类型,更受到个体免疫反应的差异性、肿瘤免疫逃逸机制以及肿瘤微环境等多重因素的影响。
此外,免疫治疗的副作用也是一个不可忽视的问题。尽管相比传统化疗,免疫治疗的副作用较小,但它仍可能引起免疫系统过度激活,导致免疫相关的毒性反应,甚至危及患者的生命。因此,寻找新的免疫调节因子和治疗方法,能够增强免疫治疗效果并减少毒性,成为当前肿瘤免疫治疗研究的焦点之一。
CD8+ T细胞:肿瘤免疫中的关键角色
CD8+ T细胞,作为免疫系统中的“杀手细胞”,在抗肿瘤免疫中扮演着至关重要的角色。它们通过识别并杀伤肿瘤细胞,直接执行肿瘤的免疫清除任务。具体来说,CD8+ T细胞通过其T细胞受体(TCR)识别肿瘤细胞表面特有的抗原,启动细胞毒性反应,释放细胞毒性分子如穿孔素和格朗津B(GZMB),这些分子能够有效杀死肿瘤细胞,从而抑制肿瘤的生长。
尽管CD8+ T细胞在肿瘤免疫中发挥着至关重要的作用,但它们面临着肿瘤微环境(TME)中的重重挑战。在肿瘤的免疫逃逸过程中,肿瘤细胞通过一系列复杂的机制抑制CD8+ T细胞的功能和持久性。研究表明,肿瘤微环境往往充斥着免疫抑制分子,这些分子能通过调节免疫检查点(如PD-1和CTLA-4)降低CD8+ T细胞的活性。此外,肿瘤细胞通过分泌免疫抑制性细胞因子,改变TME中的细胞组成,使得CD8+ T细胞的功能进一步受到抑制,甚至引发免疫耐受。
更令人担忧的是,肿瘤中的CD8+ T细胞可能会逐渐进入“衰竭”状态。研究发现,在肿瘤免疫逃逸的过程中,CD8+ T细胞可能表现出一系列功能性缺陷,表现为细胞毒性分子如GZMB的表达下降以及免疫标记物如PD-1的上调,这使得这些T细胞无法有效清除肿瘤细胞。尤其是在持续的抗原刺激下,CD8+ T细胞逐渐出现功能衰竭现象,无法维持持久的抗肿瘤反应。这一现象是肿瘤免疫治疗面临的一个巨大难题。
IL-27:免疫调节因子的潜力
IL-27(白细胞介素-27)是一种由EBI3和p28亚基组成的异二聚体细胞因子,属于IL-6/IL-12细胞因子家族。它在免疫反应中的作用非常独特,不仅参与T细胞的活化与分化,还通过细胞内信号传导增强免疫系统对肿瘤的应答。IL-27的免疫学特性使其成为肿瘤免疫治疗的一个潜力巨大的靶点。
IL-27最初被认为在调节免疫反应中发挥多方面作用,特别是对CD4+ T细胞的影响。然而,最新的研究揭示,IL-27对CD8+ T细胞的功能也至关重要。在肿瘤免疫中,IL-27通过直接作用于肿瘤特异性CD8+ T细胞,促进这些细胞的活性和持久性,从而增强其抗肿瘤能力。研究数据表明,在小鼠模型中,IL-27的存在显著提升了肿瘤特异性CD8+ T细胞的数量和功能。具体来说,IL-27能够增强CD8+ T细胞的增殖,并通过增加GZMB等细胞毒性分子的表达,增强这些细胞的杀伤肿瘤细胞的能力。
IL-27在肿瘤免疫中发挥着至关重要的作用,特别是在促进CD8+ T细胞的激活、增殖和效能方面(Credit:Nature)
IL-27与CTLs在人体肿瘤中的相关性:在人体黑色素瘤的TCGA-SKCM数据库中,使用Spearman相关性分析,研究了75种免疫相关细胞因子与CD8+细胞毒性T细胞(CTLs)标志基因(CTLsig)表达的关系。结果显示,IL-27的表达与CTLsig呈显著正相关,表明IL-27可能在调节肿瘤免疫反应中起到关键作用。
MC38小鼠模型中的IL-27和IL-27RA表达情况:通过UMAP可视化分析,展示了MC38肿瘤模型中CD45+细胞的分布情况,并且分析了Il27和Il27ra的表达。结果表明,肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)和T细胞中均表达IL-27和IL-27RA,提示IL-27在肿瘤免疫反应中的重要作用。
IL-27对肿瘤免疫反应的影响:在小鼠MC38肿瘤模型中,使用抗IL-27抗体进行治疗,结果显示:
肿瘤生长:IL-27治疗显著抑制了肿瘤生长。
CTL频率和CD8+T细胞/Treg细胞比例:IL-27治疗组的CTL频率显著增加,CD8+T细胞与Treg细胞的比例也得到了改善,表明IL-27有助于促进有效的抗肿瘤免疫反应。
CTL激活标志物表达:IL-27治疗组CTLs的激活标志物表达显著提高,表明IL-27增强了CTLs的活性。
RPL18特异性CTL频率:IL-27治疗组中,RPL18特异性CTL的频率和绝对数目明显增多,表明IL-27对肿瘤特异性CTL的扩增具有重要作用。
GZMB表达:IL-27治疗组RPL18特异性CTL中GZMB的表达也显著增加,表明IL-27增强了CTL的细胞毒性功能。
IL-27对CD8+ T细胞的影响:在IL-27RA基因缺失的小鼠模型中(Il27rafl/fl Cd8-cre与Il27raWT/WT Cd8-cre小鼠),研究发现IL-27RA的缺失导致CD8+ T细胞在肿瘤中的频率和效应分子(如GZMB)的表达下降,肿瘤生长也加速。这进一步表明IL-27通过直接作用于CD8+ T细胞,是抗肿瘤免疫反应的重要调节因子。
IL-27的作用通过其在细胞内的信号传导途径实现,尤其是通过激活STAT1和STAT3这两种关键的转录因子。研究显示,IL-27通过其受体IL-27RA(白细胞介素-27受体α)与gp130(白细胞介素-6受体相关蛋白)结合后,启动JAK-STAT信号通路,特别是STAT1和STAT3的激活。这一过程促进了CD8+ T细胞的增殖、效应分子的产生(如GZMB和IFN-γ),并增强了这些细胞在肿瘤微环境中的持久性。此外,IL-27还能通过增强SCA-1等标记物的表达,促进CD8+ T细胞向具有更强记忆功能的效应细胞转化,从而提高其抗肿瘤的持续性和效率。
更重要的是,IL-27不仅通过增强CD8+ T细胞的直接抗肿瘤效应来发挥作用,它还能够抑制肿瘤微环境中免疫抑制因子的作用。研究显示,在IL-27的调节下,CD8+ T细胞的免疫逃逸标志物(如PD-1)的表达得到抑制,减少了CD8+ T细胞的“衰竭”现象,从而保持了它们的高效杀伤功能。这表明,IL-27通过促进CD8+ T细胞的效能,同时限制了肿瘤免疫逃逸的能力,增强了整体的抗肿瘤免疫反应。
临床前景:IL-27的免疫治疗潜力
随着肿瘤免疫治疗的不断进步,IL-27作为一种新兴的免疫调节因子,展现出了巨大的治疗潜力。IL-27不仅能增强肿瘤特异性CD8+ T细胞的抗肿瘤效能,还能够改善肿瘤微环境,降低免疫耐受的发生。基于这一特点,IL-27在癌症免疫治疗中的应用前景值得关注,并且与现有的免疫检查点抑制剂的协同作用,为提高免疫治疗的整体疗效提供了新的思路。
研究数据显示,IL-27在小鼠模型中的效果非常显著。当小鼠肿瘤达到一定大小时,应用IL-27治疗能够显著减少肿瘤体积,并促进肿瘤特异性CD8+ T细胞的增殖和效能。这些数据为IL-27在肿瘤免疫治疗中的应用奠定了基础。在实验中,IL-27的过表达或半衰期延长形式,能够在小鼠体内长期维持高水平的IL-27,从而持续增强抗肿瘤免疫反应。与此同时,IL-27的治疗不引起明显的免疫相关毒性,表明它在安全性方面具有潜在优势。
更为重要的是,IL-27与现有免疫检查点抑制剂(如PD-L1抑制剂)的联合使用,表现出了协同效应。研究中发现,IL-27的应用与PD-L1抑制剂结合使用时,能够显著提高抗肿瘤T细胞的数量和效能,增强肿瘤的控制效果。在小鼠模型中,IL-27与PD-L1抗体的联合治疗不仅促进了CD8+ T细胞的激活,还有效降低了肿瘤的生长速度,并提高了完全缓解的发生率。这一发现表明,IL-27不仅可以单独提升免疫反应,还能与免疫检查点抑制剂协同作用,从而克服单一治疗的局限性,提供更加全面的治疗方案。
此外,IL-27的协同效应不仅体现在其与PD-L1抑制剂的联合使用。研究还显示,IL-27与其他免疫治疗策略的组合(如抗-CTLA-4抗体)同样能产生协同效果,进一步增强了肿瘤的免疫控制能力。这些发现意味着,IL-27不仅可以单独作为免疫治疗的补充,还能作为联合治疗策略中的重要组成部分,为肿瘤患者提供更为多样化的治疗选择。
未来,随着对IL-27作用机制的深入理解和临床研究的不断推进,IL-27有望成为癌症免疫治疗的关键组成部分。特别是在联合免疫疗法中,IL-27的应用可能成为突破目前治疗瓶颈的关键因素,帮助那些对传统治疗反应不佳的患者获得更好的治疗效果。通过持续优化IL-27的临床应用方案,提升其安全性、有效性和耐受性,IL-27有望在癌症免疫治疗中实现突破,为全球癌症患者带来新的治疗选择和希望。
总的来说,IL-27作为一种具有独特免疫学优势的调节因子,未来在肿瘤免疫治疗中的应用前景广阔。随着对其作用机制的深入研究和临床试验的不断推进,IL-27有可能成为新一代免疫治疗的重要武器,推动癌症免疫治疗走向更加精准和高效的未来。
参考文献
Bréart B, Williams K, Krimm S, Wong T, Kayser BD, Wang L, Cheng E, Cruz Tleugabulova M, Bouziat R, Lu T, Yuen K, Firmino NS, Bravo DD, Roels J, Bhakta A, Bevers J 3rd, Lehoux I, Gutierrez A, Chestnut Y, Klementowicz JE, Arenzana TL, Akhmetzyanova I, Dixon E, Chen M, Tasneem K, Yadav R, Koeppen H, Oh SA, Delamarre L, Huang H, Lim SA, Nakamura G, Wang J, Gao C, Corpuz R, Müller S, West NR. IL-27 elicits a cytotoxic CD8+ T cell program to enforce tumour control. Nature. 2025 Feb 5. doi: 10.1038/s41586-024-08510-w. Epub ahead of print. PMID: 39910298.
责编|探索君
排版|探索君
转载请注明来源于【生物探索】
声明:本文仅用于分享,不代表平台立场,如涉及版权等问题,请尽快联系我们,我们第一时间更正,谢谢!
来源:生物探索