小囊泡带着免疫检查点到处跑，都能翻起什么波澜呢？

2024-05-10

免疫疗法

*仅供医学专业人士阅读参考免疫疗法已成为治疗各种癌症的有力手段，令人遗憾的是只有少数癌症患者能够从中获益。这种局限性主要源于癌症细胞利用免疫检查点来逃避免疫系统的监视。传统观点认为免疫检查点主要通过细胞间的直接物理接触进行交互，但近年来研究显示，小细胞外囊泡（sEVs）——这些直径在40-180纳米之间、由细胞衍生的脂质双层粒子，也参与了这一过程。武汉大学的陈刚团队于近日发表在《自然·通讯》杂志上的最新研究[1]，首次揭示携带免疫检查点蛋白PD-1和CD80的sEVs在抗肿瘤免疫过程中扮演的角色。他们发现，由T细胞产生的PD-1/CD80阳性sEVs能够引导肿瘤细胞表达的PD-L1重新分布，使PD-L1内化并通过sEVs分泌至血液循环，从而导致全身的免疫抑制。同时，这些囊泡还能够降低肿瘤细胞的黏附和抗原呈递功能、损害免疫细胞的浸润，推动肿瘤发展为免疫“冷”表型。同时监测循环sEV上的PD-1、CD80、PD-L1水平，能够更好地预测癌症患者对免疫治疗的反应。论文首页截图之前的研究表明，小细胞外囊泡（sEVs）在体内循环中承载着PD-L1等免疫检查点蛋白，能够独立于细胞间直接接触的方式作用于T细胞，发挥全身的免疫抑制效应。除了PD-L1，尽管人们早在2017就已经在循环sEVs上找到PD-1、CD80的身影[2]，但其功能在免疫治疗中的作用仍然是一片空白。在这项研究中，陈刚团队首先从36位健康捐献者和46位头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）患者的外周血样本中提取sEVs，对其进行表征和定量分析。患者中有23名在肿瘤复发后接受过PD-1抑制剂治疗，部分患者对治疗反应不佳。结果显示，所有测试的免疫检查点蛋白中，循环sEV上的PD-L1、PD-1、CD80水平高，被证明与HNSCC患病以及患者对PD-1抑制剂治疗无反应或治疗预后不良密切相关。其中，研究团队发现，PD-1和CD80往往同时出现在同一个循环sEVs上。PD-L1虽然不与之同行，但在PD-L1阳性患者体内，PD-L1+sEVs与PD-1/CD80+sEVs水平呈正相关。血液样本中PD-1/CD80阳性sEVs水平与HNSCC患者对免疫治疗的反应相关研究团队在小鼠实验中对以上结果进行验证，并表明血液循环PD-1/CD80+sEVs的主要来源是活化T细胞，具有明显的免疫抑制特性。从机制上来看，活化T细胞衍生的PD-1/CD80+sEVs在循环中遇到肿瘤细胞后，与其表面的PD-L1直接作用并激活肿瘤细胞内信号通路，通过ECSRT途径促使PD-L1等信号分子被内吞，并以sEVs装载的形式由肿瘤细胞分泌。PD-L1+sEVs进入血液循环，引起全身的适应性免疫抑制。值得注意的是，陈刚团队在之前的工作中提出，IFN-γ也会促使肿瘤细胞分泌PD-L1+sEVs[3]。但是此次经过对比，研究团队表示，PD-1/CD80+sEVs和IFN-γ看似异曲同工，实则相背而行：除了引起循环PD-L1+sEVs水平增加，PD-1/CD80+sEVs还有一项关键技能，即下调肿瘤细胞表面的PD-L1以及抗原提呈相关的MHC-I分子、细胞黏附相关的ICAM-1分子水平，从而降低肿瘤免疫原性和免疫细胞浸润，驱使肿瘤转变为免疫“冷”表型。与之不同，IFN-γ的作用方式并不依赖于ECSRT内吞途径，反倒是会引起肿瘤细胞表达更多的PD-L1、MHC-I、ICAM-1，相当于给肿瘤“加热”。而且与IFN-γ处理相比，PD-1/CD80+sEVs促使肿瘤细胞分泌的PD-L1+sEVs还带有更多的“别吃我”信号CD47，表明巨噬细胞对其清除效率更低。再加上脂双分子层的特殊结构保护，PD-1/CD80+sEVs相比于IFN-γ能够在循环中更稳定和远距离迁移，产生更强的抗肿瘤免疫抑制作用。机制给黑色素瘤小鼠或结直肠癌小鼠尾静脉注活化T细胞衍生的sEVs，会使小鼠肿瘤体积增长近一倍、小鼠寿命缩短，并明显减弱PD-1抑制剂的免疫治疗效果，导致肿瘤浸润CD8阳性T细胞数量减少；若在注射前预先处理，对其表达的PD-1/CD80进行阻断，可以挽救这些效果。最后，研究团队利用HNSCC患者血液样本发现，同时结合循环sEVs上的PD-L1、PD-1、CD80水平进行分析，相比于单独指标，用于预测PD-1抑制剂治疗反应的效果更佳。并基于这些发现，他们提出了一个适用于临床实践的新工作流程，区分可能对免疫治疗有反应和无反应的患者，从而实现更有针对性的治疗策略。结合sEVs上的多个免疫检查点进行预测效果更佳除了其抗肿瘤免疫抑制作用，研究团队推断，PD-1/CD80+sEVs还可能通过消耗PD-1抑制剂，降低其治疗效果。总之，更全面地了解循环sEV携带的多个免疫检查点，可能是克服免疫抑制和提高抗肿瘤治疗疗效的关键。参考文献：[1]Zhang, LZ., Yang, JG., Chen, GL. et al. PD-1/CD80+ small extracellular vesicles from immunocytes induce cold tumours featured with enhanced adaptive immunosuppression. Nat Commun 15, 3884 (2024). https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1038/s41467-024-48200-9[2]Ludwig, S. et al. Suppression of lymphocyte functions by plasma exosomes correlates with disease activity in patients with head and neck cancer. Clin. Cancer Res. 23, 4843–4854 (2017).[3]Chen, G. et al. Exosomal PD-L1 contributes to immunosuppression and is associated with anti-PD-1 response. Nature 560, 382–386 (2018).本文作者丨张艾迪