潜伏播散性肿瘤细胞的免疫逃逸，可通过T细胞免疫疗法来克服

研究揭示了“相对稀缺性”现象在肿瘤细胞免疫逃逸中的作用，指出稀有的播散性肿瘤细胞（DTCs）与内源性的抗原特异性T细胞之间的交互频率过低导致DTC无法被清除。然而，通过增强这两类细胞之间的交互次数，如采用T细胞免疫疗法，能够实现对DTC的消除。这些疗法包括T细胞疫苗接种或利用基因工程改造的T细胞（如TCR-T细胞或CAR-T细胞）进行移植。实验表明，每种方法都能有效消除DTC，从而激励研究人员寻找可用于T细胞免疫疗法针对DTC的MHC限制性和非限制性抗原。

根据描述乳腺癌治疗后远处转移的发生，指出DTCs的存在与其关联以及对患者生存的影响。由于DTCs逃避免疫监视的具体机制不明，本研究旨在理解其如何避开抗肿瘤T细胞识别。

DTCs免疫逃逸机制探讨


   尽管DTCs下调MHC I表达，但它们仍可被常规T细胞识别。


   发现DTCs和内源性抗原特异性T细胞间的稀少互动是导致DTC持久存在的原因。Goddard等人揭示了一种之前未被充分认识的免疫逃逸形式，称为“相对稀缺”，这是导致DTC持久存在背后的原因。发现T细胞为基础的免疫疗法能增加DTC与抗原特异性T细胞之间的交互频率，从而促进DTC耗竭。通过实验数据分析，随着转导了特定抗原表达载体的T细胞（如JEDI T细胞）剂量的增加，残存DTC与其最近的JEDI T细胞之间的平均距离减小，这进一步支持了DTC免疫逃逸可能主要是由于特异性T细胞数量不足的观点。此外，利用T细胞疫苗系统（Tvaccine）诱导内源性CD8+ T细胞针对感兴趣的抗原进行扩增，也证实了提高这些抗原特异性T细胞的数量可以更有效地消除DTC。因此，导致DTC持久存在的原因是其与抗原特异性免疫细胞间的交互频率低，这一现象被称为“相对稀缺”。


   探讨了多种T细胞免疫疗法如何增加这两种细胞间交互次数并消除DTCs。



为了克服DTCs与内源性抗原特异性T细胞之间稀少的互动问题，文章通过实验采用了一种T细胞免疫疗法。首先，研究人员在体外模拟了微血管龛（MVN），这种环境能够使乳腺癌细胞进入静息状态并表现出类似于体内DTCs的MHC I分子下调水平。接着，将表达NY-ESO-1抗原的T4-2细胞与HLA-A2/NY-ESO-1特异性TCR-T细胞共培养。尽管T4-2细胞的MHC I表达有所下调，但添加的TCR-T细胞仍能有效消除高达84%-97%的NY-ESO-1+ T4-2细胞。

随后，在小鼠体内实验中，研究者使用了IV接种Balb/c小鼠的方法，注射了表达eGFP和流感病毒血凝素（HA）的同基因D2.0R鼠乳腺肿瘤细胞，HA可以被Clone 4（CL4）小鼠的TCR转导CD8+ T细胞识别为模型MHC限制性肿瘤新抗原。通过向小鼠体内转移CL4 TCR-T细胞，结果显示显著清除了肺部的D2.0R DTCs，平均剩余数量仅2.92个，清除率达到了82.5%-90%。

综上所述，T细胞免疫疗法通过向体内引入肿瘤特异性TCR-T细胞，即使在DTCs表达较低水平MHC I的情况下，也能有效地识别并清除这些肿瘤细胞，从而成功克服了DTCs与内源性抗原特异性T细胞之间稀少互动的问题。

图1 I类限制性TCR-T细胞能够强有力地清除播散的肿瘤细胞，无论这些细胞的MHC I水平如何。

实验结果与分析


   在免疫健全的小鼠模型中，即使存在有效的抗肿瘤免疫反应，DTCs仍然存在。这暗示了DTCs可能通过如下调MHC I类分子表达等方式逃避T细胞识别和清除。


   DTCs并未因MHC I下调解锁T细胞介导的清除，而持续存在的T细胞功能正常且具有杀伤能力。


   证实了两种不同的模型中DTCs均能逃避强烈的适应性抗肿瘤免疫应答，并提出可能的逃逸机制（如MHC I下调节、分泌免疫抑制性细胞因子等）。



基于转录组学的研究发现


   对D2.0R DTCs/micro-metastases及对照样本进行了转录组测序，未发现显著差异的免疫相关基因表达模式。


   指出DTCs可能通过不同于肿瘤团块中静息细胞的方式逃避免疫攻击。

转录组学研究表明，D2.0R DTCs与D2A1细胞相比，主要在以下几个方面表现出不同：①D2.0R细胞显示出Ki-67阴性特征，主要以单个DTCs或微转移灶的形式存在，而D2A1细胞则更倾向于形成转移灶并诱导更多的Ki-67阳性的病变。
②在评估与抗原加工和呈递、免疫抑制性细胞因子、检查点分子相关的预编纂基因集合时，两者的表达差异无显著性（p > 0.10）。
③D2.0R细胞相比于D2A1细胞并未显著富集缺氧相关基因，表明其逃避免疫的方式可能不同于肿瘤团块内静息细胞通过上调缺氧信号通路来创建T细胞抑制微环境的方式。④最值得注意的是，D2.0R细胞中，作为MHC I复合物的b2微球蛋白（B2m）显著下调。这一发现与先前研究一致，即在静息、慢增殖干细胞以及胰腺导管腺癌小鼠肝脏内的单个Ki-67阴性DTCs和乳腺癌患者骨髓吸引物中检测到的部分细胞，均存在MHC I下调的现象。这些数据暗示着单个、静息状态的DTCs可能会通过降低MHC I分子的表达水平，从而避免被免疫系统识别和攻击。

尽管研究提供了证据表明DTC由于与抗原特异性T细胞的交互不足而逃避了免疫介导的消除，但该工作很大程度上依赖于临床前模型以及高度穿透性的“模型”新抗原（如NY-ESO-1、HA和eGFP）的表达，这些新抗原具有高亲和力的TCRs。记录到的MHC下调水平可能会成为低亲和力TCR针对中等表达肿瘤新抗原识别的障碍。发现的另一个有趣方面是，无论施加多少抗原特异性T细胞，总会有少量残留的DTC持续存在。“相对稀缺”假说暗示，对它们的监控，或缺乏监控，是随机的，并且可能需要更高的T细胞数量才能实现。对残留DTC上的MHC I水平的检查支持了这一结论。然而，尚未测试这些持久存在的DTC是否比其同类更具免疫抑制性，以及它们是否占据了免疫特权位点。要明确排除后一种可能性，需要采用空间方法进行进一步研究。此外，长期随访研究将需要评估在各种依赖T细胞的治疗方式下，清除DTC对于无转移生存率的不同效果。最后，将我们的发现应用于患者环境，依赖于对DTC的高保真捕获和严格的表征分析。目前尚不清楚是否存在DTC特有的（新）抗原，以及在不同患者及单个患者内部它们的同质性或异质性如何。尽管如此，认为这些限制为我们提供了探索人类DTC生物学的机会。预期通过这样做，将会揭示出免疫疗法可以用于消除那些自身无法产生强烈抗肿瘤免疫反应患者的转移始动细胞库的全部潜力。

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