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1+1>2:双药联手,在肿瘤内部建造“免疫兵工厂”

更新时间:2025-09-10 09:40:10       点击次数:21

本篇发表于 Nature Immunology 的研究文章《Simultaneous STING and lymphotoxin-β receptor activation induces B cell responses in tertiary lymphoid structures to potentiate antitumor immunity》系统性地探讨了通过同时激活STING和LTβR通路诱导三级淋巴结构(TLS)形成,从而增强抗肿瘤免疫的机制与治疗效果。

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一、 研究背景 (Research Background)

本研究立足于肿瘤免疫治疗中的一个重要前沿领域:三级淋巴结构(Tertiary Lymphoid Structures, TLS)。TLS是在慢性炎症或肿瘤微环境中异位形成的、类似于次级淋巴器官(如淋巴结)的淋巴组织。其典型特征包括:

1. B细胞滤泡:包含活化的B细胞、滤泡树突状细胞(FDCs)和表达Bcl6的滤泡辅助性T细胞(Tfh cells)。

2. T细胞区:CD4+和CD8+ T细胞聚集区域。

3. 高内皮微静脉(High Endothelial Venules, HEVs):一种特化的血管结构,是淋巴细胞从血液循环中进入淋巴组织或TLS的主要途径。

临床意义:大量临床研究表明,在多种癌症(如乳腺癌、肺癌、胰腺癌、肉瘤)中,肿瘤内存在富含B细胞的TLS与患者更好的预后、对化疗更佳的反应以及对抗PD-1/PD-L1等免疫检查点抑制剂(ICI)治疗的积极响应显著相关。这表明,TLS可能是诱导免疫系统、在肿瘤局部产生高效抗肿瘤免疫反应的主要区域。

科学问题:尽管TLS如此重要,但如何通过治疗手段在肿瘤中主动诱导出功能成熟(而非仅是淋巴细胞聚集)的TLS,是一个巨大的挑战。先前的研究表明:

单独激活LTβR(通过其配体LIGHT或激动性抗体)可以促进HEV形成和淋巴细胞浸润,但未能有效诱导出具有生发中心反应的成熟TLS。

单独激活STING(通过其激动剂如ADU-S100)可以强烈激活先天免疫,产生I型干扰素和炎症因子,诱导淋巴细胞聚集,但同样缺乏B细胞滤泡和生发中心结构,无法形成功能性TLS。

研究假说:基于对临床样本(TLS-rich vs. TLS-free乳腺癌)的血管内皮转录组分析,研究者发现I型干扰素(STING通路下游)和淋巴毒素(LTβR通路配体)的信号同时富集。因此,他们提出*同时激活先天免疫(STING)和淋巴器官发育核心通路(LTβR)可能协同作用,模拟TLS富集肿瘤的微环境特征,从而在治疗上诱导出功能完整的TLS,并最终激发强大的抗肿瘤免疫。

 

二、 研究结果 (Research Results)

本研究通过一系列严谨的实验,逐步验证并深化了上述假说,主要结果如下:

1. 表型发现:STING与LTβR协同诱导成熟TLS和HEV形成

联合治疗(而非单药)能在多种小鼠肿瘤模型(皮下/原位胰腺癌、乳腺癌、横纹肌肉瘤)中高效诱导出在结构上类似于人类癌症中TLS的结构,其特征为:密集的CD19+ B细胞簇(表达生发中心标志物Bcl6和增殖标志物Ki-67)、被CD3+ T细胞包围、内部存在Tfh细胞(Bcl6+CD4+)、并伴有CD21/CD23+ 滤泡树突状细胞网络。

这些结构周围有大量MECA-79+ HEVs形成。

细胞依赖性:TLS的形成严格依赖于T细胞(CD4+和CD8+ T细胞均必需)。有趣的是,HEV的形成依赖于CD8+ T细胞和B细胞,但不依赖于CD4+ T细胞。这揭示了免疫细胞间在构建抗肿瘤微环境中的复杂且精细的分工。

 

2. 功能验证:联合治疗有效抑制肿瘤生长并防止复发

在初始治疗中,联合治疗显示出最强的肿瘤生长抑制效果,该效果依赖于CD8+ T细胞。

最具说服力的发现在于长期保护效应:在一个模拟肿瘤手术切除后复发的“新辅助治疗”模型中,接受联合治疗并因此在其原发瘤中形成TLS的小鼠,在二次攻击时能够几乎完全排斥肿瘤,获得长期生存。而STING单药治疗几乎无效,LTβR单药治疗虽有部分保护效果,但远逊于联合治疗。这表明联合治疗诱导了一种强大的免疫记忆。

 

3. 机制深入:联合治疗优化TLS“适应性”(Fitness),驱动B细胞高效活化与分化

流式细胞术和免疫荧光显示,联合治疗组肿瘤中浸润的B细胞不仅数量多,而且活化状态(CD69+, CD44+)、记忆B细胞(CD73+PD-L2+)和抗体分泌浆细胞(CD138+IgG+)的比例显著高于LTβR单药组。这表明STING的加入极大地提升了TLS中B细胞反应的“质量”和“成熟度”。

转录组学(Bulk RNA-seq)分析证实,联合治疗重塑了肿瘤免疫微环境,基因签名显示:

先天免疫与炎症:I型干扰素、TNF、TLR等通路持续激活。

适应性免疫与B细胞功能:Tfh相关基因(如IL-21, IL-21R)、B细胞活化/分化和抗体类别转换关键基因(如CD40, CD40L, AICDA)、浆细胞标志物(Mzb1)显著上调。

免疫趋化与血管重塑:关键趋化因子CXCL13及其受体CXCR5高表达。

Th1/Th2极化:向Th2型应答倾斜(利于体液免疫),同时抑制Th17应答。

单细胞RNA-seq(scRNA-seq)提供了更高分辨率的洞察:

B细胞群体发生显著扩增,且涵盖了从滤泡B细胞到记忆B细胞、浆细胞乃至长寿命浆细胞的完整分化谱系。

类别转换分析显示,联合治疗显著促进向IgG的转换,而非IgA。

T细胞分析发现,联合治疗促进了初始CD4+ T细胞(CCR7+SELL+)的招募(与HEV增加相符)和记忆CD8+ T细胞的形成。

 

4. 免疫学贡献:阐明体液免疫与细胞免疫的共同作用

体液免疫:联合治疗的小鼠血清中含有高水平的肿瘤抗原特异性IgG抗体。将这种血清被动转移给 naïve 小鼠,能显著抑制其肿瘤生长。此外,在联合治疗后的骨髓中发现了更多的长寿命浆细胞,这是长期体液免疫的基地。B细胞缺陷小鼠无法从联合治疗中获得长期保护,证明了B细胞介导的体液免疫不可或缺。

细胞免疫:尽管联合治疗并未显著增加肿瘤中T细胞的总体数量,但它改变了T细胞的质量和组成(如增加记忆CD8+ T细胞)。CD8+ T细胞或NK细胞的剔除会废除联合治疗带来的保护作用,证明了细胞免疫同样是必需的。

 

三、 研究结论 (Research Conclusion)

本研究系统地论证了一个全新的癌症免疫治疗策略:

1.  协同诱导:同时激活STING和LTβR通路是一种有效的治疗手段,能够在多种类型的肿瘤(包括“免疫冷”肿瘤)中协同诱导出结构完整、功能成熟的TLS,而单一通路激活则不足以实现。

2.  机制创新:STING的激活不仅提供早期的先天免疫刺激和CD8+ T细胞介导的肿瘤杀伤,更重要的是它与LTβR激活在诱导TLS方面发挥了互补和增强的作用:LTβR驱动了TLS和HEV的“骨架”搭建,而STING则提供了关键的“信号指令”,优化了TLS的免疫微环境,特别是促进了B细胞在TLS内的克隆扩增、抗体类别转换、分化为记忆B细胞和长寿命浆细胞,从而赋予了TLS强大的“适应性”(Fitness)。

3.  双重免疫:该策略所产生的强大抗肿瘤免疫力是体液免疫(B细胞/抗体)和细胞免疫(CD8+ T细胞/NK细胞)共同作用的结果。初始反应由CD8+ T细胞主导,而长期保护和对复发的防止则高度依赖于B细胞介导的体液免疫。

4.  临床转化前景:该研究为解决当前免疫治疗的瓶颈(如原发/继发性耐药、肿瘤复发)提供了新思路。鉴于STING激动剂已在临床试验中,且针对LTβR的人源化激动抗体有望开发,这一联合策略具有极高的临床转化潜力,有望成为增强现有免疫治疗(如免疫检查点抑制剂、癌症疫苗)疗效的基石性方案。

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