研究發(fā)現(xiàn)PD-1抗體殺死T細胞
美國Augusta大學Verma等發(fā)現(xiàn),PD-1抗體會作用于沒有被腫瘤相關(guān)抗原激活或激活不充分的殺傷性T細胞,導致這些細胞功能紊亂,最終抑制有抗腫瘤活性T細胞的抗腫瘤能力,甚至殺死這些能抗癌的T細胞。(Nat Immunol. 2019; 20: 1231-1243. doi: 10.1038/s41590-019-0441-y)
此前有大量研究表明,很多腫瘤患者體內(nèi),存在大量未被腫瘤相關(guān)抗原激活或激活不充分的殺傷性T細胞。研究者發(fā)現(xiàn),在PD-1抗體治療同時,如果給荷瘤小鼠足夠的抗原刺激,如抗腫瘤疫苗治療,就可以根除腫瘤對PD-1抗體的耐藥性。但在PD-1抗體治療后再使用抗腫瘤疫苗治療則無效,甚至連疫苗的抗腫瘤效果也被消解了。
為了探討解決大部分腫瘤對PD-1抗體的耐藥性,研究者嘗試將抗腫瘤疫苗與PD-1抗體聯(lián)合使用。
理論上講,抗腫瘤疫苗可增加殺傷性T細胞的抗原暴露和激活,而PD-1抗體可解除腫瘤對免疫細胞的抑制,把這兩種療法聯(lián)合使用,應該可以優(yōu)勢互補。
但研究者發(fā)現(xiàn)了一個奇怪的現(xiàn)象,給小鼠單獨注射PD-1抗體,與不治療的對照組相比,殺傷性T細胞和抗原特異性殺傷性T細胞均無顯著差異,小鼠的腫瘤也無明顯改變,因為已經(jīng)耐藥。
給小鼠單獨注射抗腫瘤疫苗,小鼠體內(nèi)的抗原特異性殺傷性T細胞數(shù)量增多,提示疫苗發(fā)揮了作用,只不過抗腫瘤效果不明顯,小鼠腫瘤無顯著改變。把疫苗和PD-1抗體同時注射給小鼠,小鼠體內(nèi)抗原特異性殺傷性T細胞數(shù)量就更多了,小鼠存活率明顯提高了,提示二者聯(lián)合是有增效的。
最后一組先注射PD-1抗體,3天后再注射抗腫瘤疫苗,結(jié)果小鼠的腫瘤生長失控了,PD-1抗體聯(lián)合抗腫瘤疫苗完全無效,就像沒有接受治療一樣。研究者在其他PD-1抗體耐藥的小鼠模型中重復了一遍實驗,結(jié)果一致。
這些腫瘤對PD-1抗體耐藥,很有可能是殺傷性T細胞被抗原刺激不夠造成的,這在此后的研究中得到了證實,的確是PD-1抗體影響了沒被抗原充分激活的T細胞,導致了腫瘤對PD-1抗體的耐藥性。
鑒于激活不充分的T細胞在各瘤種中廣泛存在,找到潛在原因,有望解決這一大部分患者的耐藥問題。研究者比較了只用抗腫瘤疫苗、疫苗與PD-1抗體同時使用、先用PD-1抗體再用疫苗三種情況下,小鼠體內(nèi)T細胞的差異,發(fā)現(xiàn)在疫苗之前使用PD-1抗體,導致小鼠體內(nèi)總T細胞和抗原特異性T細胞的凋亡性死亡增加,這種凋亡可以持續(xù)到疫苗注射后13天,多種腫瘤模型中均可觀察到這一現(xiàn)象。
研究者還發(fā)現(xiàn),T細胞的凋亡不是PD-1抗體激活最終誘導的細胞死亡,而極有可能是PD-1信號與TCR信號的串擾,導致T細胞功能紊亂,最終走向死亡。
兩年前有研究者在PD-1抗體耐藥的腫瘤中發(fā)現(xiàn)了一類CD38高表達的PD-1陽性殺傷性T細胞,進一步分析研究者發(fā)現(xiàn),疫苗治療前接受PD-1抗體,確會導致T細胞CD38表達增加,無論總T細胞還是抗原特異性T細胞,CD38表達都增加,且這些T細胞即使在被抗原激活后,也不能產(chǎn)生INF-γ。
同時使用疫苗和PD-1抗體,CD38表達水平會下降,PD-1陽性CD38高表達的抗原特異性T細胞也減少,抗原刺激后,INF-γ大量產(chǎn)生。CD38高表達的T細胞在被抗原刺激后會凋亡。
研究者在一個腫瘤患者隊列中驗證了這些發(fā)現(xiàn),相比PD-1抗體治療效果好的患者,PD-1抗體治療無效的患者體內(nèi)CD38高表達殺傷性T細胞明顯高很多。所有PD-1抗體治療無效的患者腫瘤微環(huán)境中CD38高表達殺傷性T細胞都大于4%;而只有25%的PD-1抗體治療效果好的患者體內(nèi)有這么多異常T細胞。
以這個標準來判斷PD-1抗體療效的話,靈敏性達100%,特異性為75%,ROC曲線下面積為0.887。提示CD38高表達殺傷性T細胞有望成為PD-1抗體療效預測的生物標志物。研究者發(fā)現(xiàn),直接通過血液中單個核細胞(PBMCs)的CD38水平,就可以預測PD-1抗體的治療效果。
研究者認為,該研究提示,沒有被抗原激活,或者激活不充分的CD8陽性T細胞,在接觸PD-1抗體之后,會變成CD38高表達的無功能T細胞,使得腫瘤對PD-1抗體產(chǎn)生耐藥性。如果在PD-1抗體治療前,適當?shù)赜每拱┮呙缣幚恚瑫獬[瘤對PD-1抗體的耐藥性(這也在一定程度上解釋了,腫瘤突變負荷高的癌種,更有可能從PD-1抗體治療中獲益)。這個發(fā)現(xiàn)也為PD-1抗體聯(lián)合抗癌疫苗治療的臨床研究,提供了治療策略:要首先使用抗癌疫苗,或者至少二者同時使用。
(編譯 趙佳樂)
