干细胞样记忆T细胞：标志物、活性、应用开发

2022-09-25

细胞疗法免疫疗法抗体疫苗

异质性记忆T（TM）细胞根据表型分子的不同，可分为干细胞样记忆T细胞（TSCM）、中央记忆T (TCM)细胞和效应记忆T (TEM)细胞等不同亚群。人类不同T细胞亚群的特征性表面标记Cell Immunol. 2021TSCM的生物学特性及应用TSCM细胞被认为是分化程度最低、寿命较长的TM细胞群，具有很强的自我更新能力、长期持久性、增殖能力和抗肿瘤活性，并能多向其他记忆细胞子集分化。分化程度低的具体证据包括TSCM细胞可以在体内启动时直接从注入的naïve T (TN)细胞中分化；TN和TSCM细胞，而不是TCM或TEFF细胞，能够重建包括TSCM细胞在内的记忆T细胞亚群的全部异质性；TN和TSCM细胞之间差异表达的基因只有75个，而TCM和TEM细胞则分别为157和226个。符合CD8+T细胞渐进式分化的框架路径：TN→TSCM→TEM/EFFCD8+ T细胞的分化途径Clin Immunol. 2022其表面标志的特征包括表达TN细胞的特征标记：CCR7+、CD45RA+、CD45RO−、CD62L+、CD27+、CD28+和IL-7RA+ (CD127)；表达记忆细胞的特征标记：CD95+、IL-2Rβ+ (CD122)、CXCR3+和LFA-1+；表达更多的BCL-2、CXCR4较少表达CD38和CD31；TSCM和TCM细胞之间的差异目前认为归因于细胞群中CCR7+GZMK+PD-1+TIGIT+亚群的比例不同，该类亚群被称为T祖细胞衰竭样细胞。长期持久性、增殖能力和抗肿瘤活性的表现包括：该细胞群中约60%细胞的表型特征不随时间变化；黄热病(YF)疫苗注射后，早期就可检测到YF特异性CD8+ TSCM细胞，并稳定维持了25年以上；在TCR刺激后，CD8+ TSCM细胞也能快速反应并产生和释放IFN-γ、IL-2和TNF-α，其效应功能与传统记忆T细胞相似。TSCM的抗肿瘤、抗病毒作用血液瘤和病毒感染：目前认为过继细胞转移治疗(ACT)最终产物中，CD4+/ CD8+细胞比例可能影响其抗肿瘤疗效。了解TSCM中CD4+亚群和CD8+亚群的作用对其潜在应用开发也同样重要。CD4+TSCM细胞在免疫应答中承担不同的作用，可以通过与CD8+TSCM细胞相似的机制进行编程和生成。已有的应用包括：已知长期治疗的HIV患者体内的CD4+TSCM细胞可作为细胞HIV-1病毒储存库；成人T细胞白血病(ATL)模型中，CD4+TSCM细胞可向TCM和TEM细胞定向分化，有利于ATL病毒克隆的保存和产生。CD4+TSCM细胞被评价为结肠直肠癌辅助诊断和早期筛查的指标，敏感性和特异性高。实体瘤：TSCM细胞在肿瘤微环境(TME)特别是实体癌中抗肿瘤作用的确切机制仍有待研究，因为目前普遍认为，在TME中持续的肿瘤抗原刺激条件下，T细胞采取了不同的分化途径。间皮瘤小鼠模型：CD8+ TSCM细胞具有增强的抗肿瘤活性，且对小鼠的治疗效果优于同样间皮素特异性CD8+的TCM或TEM细胞；黑色素瘤小鼠模型：移植TSCM细胞在体内产生了更强的抗肿瘤效果，对肿瘤生长的抑制作用更持久，最终使总生存期(OS)显著提高；T细胞衰竭的影响与治疗策略：TSCM细胞同样会在持续的肿瘤抗原刺激下进入功能失调状态，即“T细胞衰竭”（T cell exhaustion）。衰竭T细胞（TEX）的功能特征为：效应功能丧失、抑制受体表达升高和持续、表观遗传和转录谱改变以及独特的代谢，失去其干细胞样特性，导致其增殖情况缩短和抗肿瘤功能受损。T细胞衰竭可能在慢性感染和癌症控制中起着至关重要的作用，在某些情况下可能作为一种机制，保护组织免受过强免疫病理损伤，在疾病控制和免疫病理之间建立平衡。因此，如何避免T细胞衰竭或“重振”TEX细胞，使其呈现更“干细胞样”的状态，可能是进一步突破免疫疗法疗效不理想困境的关键。目前已有证据表明在衰竭发育过程中起关键作用的转录因子包括TCF-1、PRDM1、T- bet、Eomes、NFAT、NR4A、IRF4和BATF。TSCM细胞的诱导增殖方法若要将TSCM细胞用于细胞疗法中，则需要诱导出足够的数量。TSCM分化上下游Cell Immunol. 2021 目前研究中的诱导方向包括细胞因子的操纵、微环境中的代谢因子、TCR信号强度以及信号通路的激活或抑制。Clin Immunol. 2022 Aug;241:109078. Epub 2022 Jul 15. doi: 10.1016/j.clim.2022.109078.（1）细胞因子：γ链细胞因子主要通过JAK-STAT和PI3K-AKT-mTOR途径发挥作用。IL-2被广泛用于ACT的细胞扩增。但同时，IL-2也不可避免地驱动效应子分化，抑制记忆发育，控制特异性抑制受体的表达，从而降低长期抗肿瘤疗效；IL-15对TSCM细胞的增殖至关重要，与其在CD8+ T细胞的内稳态和增殖中的作用一致；IL-7作为T细胞稳态调节剂，优先保存TSCM细胞的干细胞样表型；IL-7和IL-15在促进TN/TSCM细胞增殖方面优于Gsk-3β抑制剂；IL-21与IL-7和IL-15协同作用，促进记忆T细胞和naïve T细胞的增殖和存活；在临床前和临床研究中，IL-21和ICBs也被证明是诱导TSCM细胞表型的可行策略。（2）信号通路与代谢：目前尚不确定TSCM细胞的命运是否仅受到某一条唯一且特定的信号通路影响。Wnt-β-catenin通路：早期的TSCM细胞生成可能是通过Gsk-3β抑制剂激活Wnt-β-catenin信号通路，下游抑制β-catenin的降解，使β-catenin在细胞质中积累，后者转移到细胞核与TCF-1/LEF1转录因子结合；但是体外实验显示，Gsk-3β抑制同样增加了TSCM细胞介导的肿瘤细胞毒性；TCF-1：通过与Eomes的调控区域结合，增加自身和IL-2R的表达，从而促进生产分化较低的干细胞样细胞状态和内稳态。小鼠模型显示：TCF-1缺陷的CD8+ T细胞不能在小鼠体内产生记忆前体和TCM细胞。Notch信号通路：可使致敏CD4+ T细胞增殖，调节各种Th亚群的分化和应答。体外实验显示：通过与表达Notch配体的基质细胞共培养，iTSCM细胞是从激活的CD4+和CD8+ T细胞中生成，而非naïve T细胞。与传统的CAR-T细胞相比，Notch诱导CAR-iTSCM细胞和Foxm1诱导CAR-iTSCM细胞的通路都具有更强的抗肿瘤潜能。FAO代谢：TSCM和其他T细胞一样，依赖FAO作为ATP合成的主要来源。乳酸脱氢酶(LDH)被证明是增加TSCM细胞数量和提高过继移植后体内抗肿瘤活性的机制。（3）TCR和共刺激信号强度：肽/MHC-TCR相互作用的持续时间和强度可以影响TCR识别的下游，并影响T细胞的分化轨迹：经实验证实，通过MEK抑制来操纵MAPK通路可促进TSCM细胞的生成；小鼠模型显示，含有不同比例TSCM细胞的细胞群注射到肝细胞癌小鼠模型后，会产生不同的抗肿瘤作用。TSCM/TCM细胞比例较高，则TET499细胞增殖较多，这与TCR信号较弱有关；转导了4-1BB共刺激信号的第二代CAR-T慢病毒载体可诱导高水平的TCM/TSCM表型；TNFRSF中其他T细胞共刺激分子的激动剂，如CD27、OX40、TNFR2、CD40和GITR同样具有此类效果。例如CD40的激活促进了HPV16特异性TSCM细胞的形成，增强了体内长期抗肿瘤能力，这被认为与Wnt/ β-catenin信号的激活有关，并可能阻止HPV感染向宫颈癌发展。刺激时间也与T细胞命运有关：与长时间的刺激相比，CD3 /CD28抗体的短暂刺激为T细胞激活提供了第一和第二信号，为CD8+ T细胞提供了更好的增殖信号。而短暂刺激扩增的CD8+ T细胞具有更丰富的TSCM亚群，表现出更强的细胞因子生产能力。小结TSCM应用的疾病领域包括：肿瘤：血液瘤研究较多，如B细胞恶性肿瘤、急性淋巴细胞白血病、Raji-ffLuc淋巴瘤等。实体瘤包括非小细胞肺癌、肾细胞癌和结肠癌等；自身免疫性疾病：选择性耗尽自反应性TSCM亚群可能是治疗自身免疫性疾病的一种有前途和可行的选择。目前有尝试的适应症包括获得性再生障碍性贫血、系统性红斑狼疮、镰状细胞病、免疫性血小板减少症(ITP)、1型糖尿病(T1D)和自身免疫性葡萄膜炎等；HIV或SIV；其他传染性疾病疫苗：由于TSCM提供了长期免疫记忆，测量疫苗诱导的TSCM可能更准确地预测疫苗的有效性。目前尚无正式进入临床阶段的TSCM细胞疗法，主要还是受限于从外周血CD8+T细胞中提取和增殖TSCM亚群的时间和技术难点。参考文献：1. Wang F, Cheng F, Zheng F. Stem cell like memory T cells: A new paradigm in cancer immunotherapy. Clin Immunol. 2022 Aug;241:109078. doi: 10.1016/j.clim.2022.109078. Epub 2022 Jul 15. PMID: 35840054.2. Wang Y, Qiu F, Xu Y, Hou X, Zhang Z, Huang L, Wang H, Xing H, Wu S. Stem cell-like memory T cells: The generation and application. J Leukoc Biol. 2021 Dec;110(6):1209-1223. doi: 10.1002/JLB.5MR0321-145R. Epub 2021 Aug 17. PMID: 34402104.3. Gao S, Liang X, Wang H, Bao B, Zhang K, Zhu Y, Shao Q. Stem cell-like memory T cells: A perspective from the dark side. Cell Immunol. 2021 Mar;361:104273. doi: 10.1016/j.cellimm.2020.104273. Epub 2021 Jan 5. PMID: 33422699.近期热门视频更多精彩视频，尽在佰傲谷视频号，欢迎关注~本周好文推荐如需转载请联系佰傲谷并在醒目位置注明出处﹀点亮在看，传递信息♥