【7.8.8.3】CXCR6
CXCR6(CXC chemokine receptor 6,CXC 趋化因子受体 6)
T细胞和NK细胞在机体抗肿瘤过程中发挥着关键作用,但细胞免疫治疗长期存在的 一个问题是如何特异性地募集和激活免疫细胞,同时避免诱导过度的全身免疫激活。实现 这个目标需要特异性的标志物来识别这些免疫活性细胞。近年来,肿瘤免疫学的进展强烈 地表明 CXCR6(又称 CD186)可能就是一个很好的标志物。CXCR6 不仅是组织定居细胞的标志物,还参与趋化、招募 CD4+/CD8+T 细胞、自然杀伤细胞等免疫细胞浸润肿瘤组织, 发挥抗肿瘤效能,在细胞免疫中发挥着重要的作用。
1. 趋化因子受体 CXCR6 及其配体 CXCL16
(1)趋化因子受体 CXCR6
趋化因子是一类分泌性小分子细胞因子,主要参与调节细胞迁移、聚集等。趋化因子 按照 N 端半胱氨酸(C)残基的位置和数目可分为 4 个亚族:C、CC、CXC 和 CX3C,其 相应的受体为 CR、CCR、CXCR 和 CX3CR。趋化因子受体 CXCR6 属于 CXCR 亚族,也 称孤儿受体 BONZO 或 STRL33,是 CXC 型趋化因子配体 16(CXC chemokine ligand 16, CXCL16)的唯一受体。CXCR6 基因位于第 3 号染色体上,属于 G 蛋白偶联受体,具有 7 个富含疏水氨基酸的 α 螺旋跨膜区结构。CXCR6 主要在免疫细胞中表达,包括幼稚 CD8+ 细胞、活化的 CD4+和 CD8+T 细胞、NK 细胞、自然杀伤 T (NKT)细胞,以及 30%~ 40% 的 γδT 细胞。
CXCR6 在树突状细胞(dendritic cell,DC)促使 T 细胞分化期间表达增加,主要在 T 辅助细胞 1(Th1) 或细胞毒性 T 细胞 1 上表达。其他一些类型的 T 细胞也有表达。 大多数表达 CXCR6 的细胞缺乏至少 1 种淋巴器官归巢受体,这表明,CXCR6 表达是免 疫细胞分化的标志。部分研究认为,CXCR6也可在CD19+B细胞中表达。体内试验显示, DC、巨噬细胞、单核细胞或中性粒细胞不表达 CXCR6。然而,体外研究显示,粒细胞-巨 噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)和巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)在刺激巨噬细胞分 化的过程中,M1 巨噬细胞亚群 CXCR6 表达高于 M2 亚群。这表明如果被适当的因素极 化,巨噬细胞也可以具有 CXCR6 表达。
在正常组织中,阑尾、淋巴结、胎盘、脾和胸腺中可以观察到 CXCR6 高表达。
(2)趋化因子 CXCL16
CXCL16 是 Matloubian 等在 2000 年发现并命名的新型趋化因子。它属于 CXC 型趋 化因子家族成员,又称磷脂酰丝氨酸及氧化低密度脂蛋白的清道夫受体。人类 CXCL16 基 因定位于染色体 17p13 上,有 2 种存在形式,即跨膜型(transmembrane CXCL16,TM- CXCL16)和可溶性(soluble CXCL16,sCXCL16)。前者由 4 个结构域组成,即趋化结构 域、糖基化黏蛋白样柄、单螺旋的跨膜结构域及胞质结构域,介导细胞黏附,通过促进免 疫细胞趋化,促使肿瘤细胞凋亡,抑制血管生成;趋化结构域被膜整合素蛋白酶(如 ADAM10 和 ADAM17)裂解,从细胞表面脱落后形成 sCXCL16,主要作用是诱导免疫细 胞趋化,抑制免疫应答、凋亡及促进肿瘤血管生成。CXCL16 主要表达于树突状细胞、巨 噬细胞、单核细胞、B 淋巴细胞和 T 淋巴细胞表面。
(3)CXCR6 胞内信号传导通路
活化的 CXCR6 可激活数条信号通路。第一条通路是 sCXCL16 与之结合后的钙动员,作用是介导活化 CXCR6 细胞的趋化性。所有的其他 7 种跨膜趋化因子受体均为 DRY 基 序,CXCR6 则是一个 DRF 基序,这会增加细胞与 TM-CXCL16 的黏附,降低对 sCXCL16 的趋化反应,但这种效应似乎具有细胞特异性的。CXCR6 激活的第二条通路是 PI3K→Akt/PKB 轴。PI3K→Akt/PKB 通路激活其他蛋白质和途径,如核因子 κB(NF-κB) 导致的 TNF-α 与 CXCL16 表达、细胞增殖和迁移。Akt/PKB 可以激活雷帕霉素的哺乳动 物靶标(mTOR),与增殖、CXCL8/IL-8、VEGF 表达增加有关。Akt/PKB 也可激活叉头 盒 O3a(FOXO3a),导致纤维化。CXCR6 激活 Akt/PKB 可以增加二磷酸腺苷对血小板的 作用,从而导致血小板黏附和血小板活化。CXCR6 激活的第三种途径是 ERK/MAPK 通 路。这导致 RhoA 激活和 F-肌动蛋白的形成,从而导致细胞迁移。ERK/MAPK 通路和 Akt/PKB 通路可引起 HIF-1α 磷酸化,从而增加后者在常氧环境中的稳定性。
2. CXCR6 与免疫细胞
CXCL16/CXCR6 趋化轴在调节免疫细胞归巢、活化、扩增及细胞毒性方面有重要作用, 既往的报道多集中在风湿免疫、肝炎、新型冠状病毒等免疫及炎症相关疾病中。近年来, CXCL16/CXCR6 在恶性肿瘤中通过各种免疫细胞发挥的免疫调节作用引起了人们关注。
(1) CXCR6 与组织定居记忆 CD8+T 细胞
组织定居记忆 CD8+T 细胞(resident memory CD8+T cell,CD8+TRM)是近年来新发 现的一群记忆细胞,表达 CD103、CD49a 和 CD69 等保留性受体,存在于非淋巴外周组 织中,不参与外周循环。CD8+TRM 细胞可以生成循环效应和记忆性 T 细胞,但它们仍然 倾向于迁移回其起源组织。这些细胞通过分泌细胞因子和趋化因子来募集循环免疫细胞, 以放大局部免疫反应,似乎比其他 CD8+T 效应细胞更具细胞毒性,CD103 表达与颗粒酶 水平相关。CD8+TRM 细胞是能够最早在健康或肿瘤组织中起作用的细胞之一,在组织免 疫监视中发挥重要作用。目前已经在肺癌、卵巢癌、黑色素瘤、尿路上皮癌、子宫内膜癌 等多种肿瘤中发现 TRM,并与更好的生存相关。
TRM 在肿瘤微环境中定位和保留的机制尚未完全明确,DC 特殊亚型的诱导、HOBIT 等特异性转录调节因子的表达、整合素的获取等都可能参与其中。CXCR6 具有促进淋巴 细胞向非淋巴组织归巢的作用,这可能是 TRM 定位的重要机制之一。CXCR6 在感染性 疾病中 TRM 的定位作用已被证实。CXCR6 被认为是 TRM 的重要标志物,其 DRF 基序 相对于其他受体的 DRY 基序具有更强的黏附作用,在动物和人类研究中都可以观察到 CXCR6 和 CD103(组织定居的标志)的强关联性。T 细胞一旦进入肿瘤微环境中,CXCR6 就作为保留因子将其保留在肿瘤组织中,同时进一步增加 T 细胞暴露于 IL-15,TGF-β 等 细胞因子和驱动 TRM 发育的其他组织因子的可能性。
肺癌模型显示,具有 TRM 表型的 CD8+T 细胞相对于效应性 CD8+T 细胞具有更高的 CXCR6 表达,在肿瘤、肺实质和支气管灌洗液中 TRM 的 CXCR6 阳性比例远高于效应CD8+T 细胞。TRM 的 CXCR6 平均荧光强度(MFI)也高于效应性 T 细胞。CXCR6+TRM 更强烈地表达 PD-1。在头颈部肿瘤小鼠模型中,鼻腔内疫苗治疗可以诱导生成 TRM 表型 的 CD8+T 细胞,在敲除 CXCR6 后,肺实质和支气管灌洗液中 TRM 的数量显著减少,这 种情况下预防性接种疫苗或治疗性接种疫苗所取得的抗肿瘤作用显著下降。在另一项卵 巢癌的研究中,也同样观察到人类肿瘤定居记忆性 CD8+T 细胞 CXCR6 高表达,敲除 CXCR6 后 TRM 显著减少,同时肿瘤进展,而预防性接种肿瘤疫苗联合 CXCR6-ACT 则 增强抗肿瘤作用。皮肤中 TRM 的形成和移行也依赖于 CXCR6,CXCR6 敲除小鼠皮肤中 TRM 数量显著减少。
以上的数据表明,CXCR6 是肿瘤微环境中记忆 CD8+T 细胞驻留和维持的关键调节因 子,在肿瘤的免疫监视和控制有重要作用。可以将 CXCR6 或 CXCL16 以纳米颗粒或基因 治疗的方式递送到 T 细胞或肿瘤微环境,增强肿瘤微环境内的抗肿瘤 TRM 的保留,从而 改善治疗结果。
(2)CXCR6 与 CD8+细胞毒性 T 细胞
除 TRM 外,CXCR6 还高表达于其他的细胞毒性的 CD8+T 细胞群体,如 CD6+CD8+T 细胞,GZMK+CD8+T 细胞和 CD160+CD8+T 细胞,NK 和 CD4+T 细胞中也有表达 CXCR6, 但丰度较低。CXCR6 是效应 T 细胞细胞毒性和活化程度的标志,CXCR6+CD8+T 细胞表达 更多的细胞毒性或活化标志物,如 IFN-γ、PRF1、GZMB、CD69 和 CD44,幼稚 T 细胞的 标志物 CD62L 则不表达。转录组测序显示 CXCR6+CD8+T 细胞相对于 CXCR6-CD8+T 细胞 亚群,表达更高水平的效应分子(Gzmk 和 Gzmb)、激活分子(Ptx3 和 Cd48)、趋化因子 和趋化因子受体(CCL24、CCR4 和 CXCL12),以及经典炎症因子或炎症因子受体(IL- 17f、IL-1a、IL-23r 和 IL-6st),CXCR6+CD8+T 细胞具有更为成熟的分化状态和免疫潜能。
在 CXCR6 敲除小鼠肿瘤中,细胞毒性 T 淋巴细胞(cytotoxic T-cell lymphocyte,CTL) 亚群的 Ki-67 及抗凋亡蛋白 BCL-2 的表达水平显著地低于野生型组,而转染 BCL-2 则能 够增加 CXCR6 敲除小鼠的 CTL 数量,明显恢复其抗肿瘤水平至野生型组水平。肿瘤微 环境通常不如淋巴组织支持 CTL 存活,TCR 驱动的活化诱导的细胞死亡(activation induced cell death,AICD)进一步促进 CTL 凋亡,这种作用对于 CXCR6 缺陷型 CTL 更为显著, 导致其数量降低。Cxcr6 KO:WT/WT 照射骨髓嵌合模型中也可以观察到在 PD-1+CTL 中 CXCR6 野生型细胞数量远远大于 CXCR6 敲除细胞。利用 CXCR6 敲除小鼠构建移植肿 瘤模型发现,与对照组野生型相比,CXCR6 敲除小鼠与删除 CTL 的小鼠一样,肿瘤生长 迅速,采用抗 CXCR6 单克隆抗体消除 CXCR6+CD8+T 细胞也同样出现肿瘤进展,抗肿瘤 免疫反应遭到损害。这些数据均支持 CXCR6 在细胞毒性 T 细胞抗肿瘤治疗中的作用。
(3) CXCR6 与 CD4+T 细胞和 NK 细胞
NK 细胞无须预先致敏就能非特异性杀伤肿瘤细胞,CD4+T 细胞又称辅助 T 细胞,能辅助 CD8+T 细胞参与细胞免疫杀伤,同时还能清除肿瘤细胞,两者均是抵抗癌症的第一道防线, 基于 NK 细胞和与 CD4+T 细胞的免疫治疗在各种癌症治疗中吸引了越来越多的关注。
CXCR6 依赖性 CD4+T 细胞和 NK 细胞可能参与了癌前衰老肝细胞的识别和随后的 清除,这在早期抗肿瘤免疫应答中具有重要作用。在 CXCR6 敲除肝癌小鼠模型中,11 周 时部分小鼠即出现大量的恶变前或早期转化的恶性肝细胞,22 周时半数的小鼠出现肉眼 可见的肿瘤,而野生型小鼠则是在 44 周时出现显微镜下或肉眼可见的肿瘤,恶变前或早 期转化的衰老细胞在各个时间段也更少。与野生型相比,CXCR6 敲除小鼠早期表现为 CD8+T 细胞和 CD4+T 细胞降低,晚期表现为 NKT 细胞和 CD4+T 细胞减少,IFN-γ 的 mRNA 水平降低。野生型小鼠肝脏的 CD4+T 细胞显示出更多的与炎症和细胞毒性相关的 基因、更多的与 CD8+T 细胞和 NK 细胞活化相关的基因、水平显著升高的细胞因子(包 括 TNF、IFN-γ 及促进 CD8+T 细胞和 NK 细胞活化的 IL2、IL17a 和 IL21)。此外, CXCR6+CD4+T 细胞也表现出较高的丝氨酸蛋白酶颗粒酶 B 的 mRNA 表达(GzmB,参 与 T 细胞依赖性抗肿瘤细胞毒性)。使用 NKT 细胞激活剂 α-GalCer 处理野生型肝癌小鼠 可以观察到 NKT 细胞表达活化标志物 CD25 和 Fas 配体(CD178)增加,CD4+T 和 NKT 细胞增加,衰老细胞和肿瘤减少。但在 CXCR6 敲除小鼠中,仅观察到 CD25 上调,CD178 并没有反应,NKT 细胞数量轻度减少,也没有观察到衰老肝细胞的数量减少。目前现有 的临床数据表明,肿瘤内大量的 iNKT 细胞或肿瘤性 IFN-γ 者具有更长的无复发相关生 存。肝癌术后接受细胞因子诱导的杀伤细胞(即 NKT,T 和 NK 细胞)的辅助免疫治疗 增加了无复发和总生存期。 目前 NK 细胞治疗的主要问题是过继浸润不足限制了它的临床应用。通过使用各种 细胞因子在过继治疗之前体外扩增 NK 细胞或 CAR NK 细胞可能会改变了趋化因子受体 的分布,从而加强 NK 细胞向肿瘤组织的浸润和抗肿瘤作用。
(4)CXCR6 与 DC
DC 不仅在肿瘤引流淋巴结中启动抗肿瘤反应,还支持和调节肿瘤微环境中的 T 细胞 功能。DC 常分为 3 个子集,DC1 更有效地将肿瘤细胞衍生的抗原交叉呈递给 CTL,cDC2s 可能与 CD4+T 细胞激活更相关,DC3 则是一种肿瘤内 DC 状态,其特征是 IL-12b、Fascin1 和趋化因子受体 CCR7 的共表达。DC3 分布在肿瘤周围的基质中,大部分与血管紧密排 列,在血管周围形成密集的血管周围簇。在免疫细胞中,DC3 表达 CXCL16 丰度最高, 大量的 TCF-1 阴性 CTLs 通过 CXCR6-CXCL16 轴聚集在高密度 DC3 细胞簇旁。外周 CXCR6 野生型 CTL 与 CXCR6 敲除细胞有相同的迁移速度,但前者更容易聚集 DC3 簇 附近;在远离血管周围 DC3 簇的区域,CXCR6 敲除细胞则是迁移更快,所经路线更直, 移位更多,这表明在远端区域,CXCR6+CTL 也有与 CXCL16 存在相互作用。IL-12 p40- YFP 动物模型中可以观察,到 DC3 簇附近,CXCR6 野生型 TIL 的数量是 CXCR6 敲除型 细胞的 4 倍,在远端也为 2 倍。这些结果表明,CXCR6 有助于将 CTL 定位在由 DC3 密集占据的血管周围,并有可能优化它们之间的相互作用。
另外,DC3s 在所有免疫细胞中表达最高浓度的IL-15Ra,IL-15通过抑制促凋亡因子 Bim 的基因转录和促进 Bim 的蛋白酶体降解来促进 T 细胞存活,从而对抗 TCR 驱动的 AICD。IL-15R 敲除小鼠中 Bim 表达升高,CTL 凋亡水平明显升高,与 CXCR6 敲除 IL15R+ 小鼠相同。
总之,DC3 具备 3 个特征:1与 TCF-1 阴性 CTLs 有紧密共定位。2表达最高的 CXCR6 配体 CXCL16。3也表达最高量的 IL-15Ra,因此,DC3 在趋化、刺激 TCF-1 阴 性 CTLs 发挥抗肿瘤作用方面有重要的地位。TCF-1 阴性 CTL 需要 CXCR6 暴露于 IL- 15Ra+DC3,接受 IL-15 存活信号,从而在肿瘤微环境中聚集、存活并发挥作用。
3. CXCR6 与治疗
(1)CXCR6 与 CAR-T 细胞
过继性 T 细胞疗法(adoptive T cell therapy,ACT)是利用肿瘤特异性 T 细胞进行抗 癌症治疗,其中 CAR-T 细胞在治疗血液恶性肿瘤方面显示出可喜的成果。然而,实体肿 瘤的临床效果却受到限制,主要原因包括运输效率低下和肿瘤组织中归巢性差导致 T 细 胞聚集有限。如果不能进入癌症部位,任何体外活性药物都不太可能转化为临床获益。经 过修饰或诱导的 T 细胞只有在正确的时间和位置才能发挥作用。
趋化因子及其受体对于淋巴细胞的迁移和归巢至关重要,并在免疫系统的发育和稳 态中发挥关键作用。肿瘤组织下调 CTL 相关趋化因子,吸引免疫抑制性骨髓或调节性 T 细胞,从而逃避免疫系统的攻击。针对这些特征,临床前研究显示可使用趋化因子受体增 强治疗性 T 细胞的运输,从而达到治疗的目的。
胰腺导管腺癌(pancreatic ductal adenocarcinoma,PDAC)及其骨髓基质细胞高表达 CXCL16,CXCR6+细胞毒性 T 细胞则几乎不存在。PDAC 有明显的促纤维化反应和血管化 不良,免疫细胞浸润受到明显的限制,单纯 ACT 治疗效果不佳。体外和体内研究显示,将 CXCR6 转导到原代 T 细胞中,它们即可向瘤体内 CXCL16 迁移。同时,抗原特异性 T 细 胞上的 CXCR6 促进了它们与癌细胞黏附,从而增强对肿瘤细胞的识别和杀伤。CXCR6 与 肿瘤特异性 T 细胞受体(TCR)或嵌合抗原受体(CAR)共转导可以促进 T 细胞进入肿瘤 部位,大大地提高了 ACT 的抗肿瘤活性。在 PDAC 小鼠模型中,抗 MSLN(间皮蛋白)- CAR-CXCR6 共转导的 T 细胞治疗的 10 只小鼠中有 9 只出现显著的抗肿瘤效果,并在整 个 100 天的观察期内保持无瘤状态。在抗 MSLN-CAR 转导的 T 细胞组的 10 只小鼠中,8 只出现复发,7 只由于肿瘤死亡,而所有用对照转导的 T 细胞治疗的荷瘤小鼠都在第 42 天 达到了预定的肿瘤进展中止标准。在胰腺癌患者来源的类器官(PDO) 中,3 例患者的 CXCR6+T 细胞都被特异性地招募到器官中发挥抗肿瘤作用,而 CXCL16 中和抗体则会逆转这一过程。在 PDX 模型中,与抗 MSLN-CAR 转导的 T 细胞相比,抗 MSLN-CAR- CXCR6 共转导的 T 细胞治疗表现出更强的肿瘤控制,在终止实验时,抗 MSLN-CAR-CXCR6 共转导的 T 细胞治疗的小鼠的肿瘤明显小于用抗 MSLN-CAR 转导的 T 细胞治疗的小鼠。
在卵巢癌中,采用组织外植体的方法将CXCR6转导或未经转导的原代人T细胞与未 经处理的患者手术切除标本共同培养。对组织浸润性 T 细胞的进行定量分析发现,与对 照转导的 T 细胞相比,CXCR6 转导的 T 细胞显著增加。此外,在肺癌模型中也可以观察 到 CXCR6 在 CAR-T 细胞向肿瘤组织迁移中的促进作用。
影响过继细胞疗法在实体瘤中的效果的主要原因是,过继 T 细胞进入体内后,受到 了免疫抑制细胞及其细胞因子的抑制,无法很好地扩增,因而无法持久。在复杂的趋化因 子网络中,CXCR6-CXCL16轴具有几个独有的特征:1CXCR6是CXCL16唯一的受体。 2CXCL16 以跨膜形式(介导黏附)和作为化学引诱剂的可溶形式存在。3CXCR6 结合 CXCL16 后迅速内化,然后再循环到细胞表面以重新暴露于重组配体,不存在结合脱敏现 象。4CXCL16 在多种癌细胞表中高表达,且与预后相关。CXCR6-CXCL16 轴的趋化和 黏附效应将与过继细胞疗法起到很好的协同作用,在以 T 细胞为基础的免疫治疗中, CXCR6 在促进细胞迁移和细胞间相互作用方面的协同作用值得进一步研究。
(2) CXCR6 与免疫检查点抑制剂
免疫检查点抑制剂通过抑制免疫负调控因子,激活免疫系统,增强免疫细胞对肿瘤的 识别和杀伤,为肿瘤免疫治疗打开了一扇新的大门。但在纤维化或免疫耗竭型肿瘤中, CD8+T 淋巴细胞定位于侵袭边缘,或肿瘤及其周围不存在 CD8+T 淋巴细胞,各种物理和 化学屏障影响免疫检查点抑制的治疗效果,调节CXCR6等趋化因子可能会改善T细胞浸 润的浸润能力。
鉴于抗 CD40 治疗后 CXCR6+CD8+T 细胞亚群显著增加,Binglin Wang 等学者推测, CXCR6+CD8+T 细胞可能是对免疫检查点治疗起反应的主要 CD8+T 细胞亚群。在对 PD-1 单抗治疗有效的 MC38 肿瘤细胞系小鼠模型中,敲除 CXCR 明显影响 PD-1 单抗的治疗效 果。在接受了抗 PD-1 治疗的情况下,CXCR6 敲除小鼠肿瘤内 CD8+T 细胞和细胞因子显 著下降。在单药 ACT 方案中,与野生型相比,CXCR6 敲除小鼠抗肿瘤活性弱,表现为更 大的肿瘤体积和更短的小鼠生存时间。当接收 CXCR6+CD8+T 细胞联合抗 PD-1 抗体治疗 策略时,CXCR6+T 细胞可以明显增强抗 PD-1 治疗的效果,1 只小鼠甚至出现肿瘤消失。 联合组的瘤内 CD8+T 细胞比例相对于单药 CXCR6 敲除组、单药野性型组也有上升。同 样的,抗 PD-1 治疗有效的患者浸润 CD8+T 细胞上 CXCR6 的表达显著增加,细胞内细胞 因子染色显示 CD8+T 细胞,尤其是 CXCR6+CD8+T 细胞中 GZMB 和 IFN-γ 的表达增加。
此外,与微卫星稳定性结肠癌相比,微卫星不稳定者具有更高的活化 CD8+CTL 浸润, CXCR6 表达丰度也更高,同时这类患者使用免疫检查点抑制剂效果更好。在免疫检查点抑制剂诱导的结肠炎中也观察到具有高度细胞毒性和增殖状态 CD8+T 细胞聚集,同时高 表达 CXCR6。这些结果也从侧面支持 CXCR6+CD8+T 细胞是免疫检查点抑制剂起反应的 主要细胞亚群。
总之,CXCR6 在介导免疫检查点治疗的疗效中发挥了重要作用,CXCR6+CD8+T 细 胞是免疫检查点抑制剂发挥抗肿瘤作用的主要细胞亚群。富含 CXCR6+CD8+T 细胞的患 者对抗 PD-1 治疗反应更敏感,而 CXCR6 缺失型 CD8+T 细胞几乎失去了抗肿瘤功能,这 类患者即使接受抗 PD-1 治疗也不能获得解救,需要过继 CXCR6+T 细胞治疗或联合其他 激活免疫治疗。
(3) CXCR6 与肿瘤疫苗
肿瘤疫苗是近年研究的热点之一,其原理是将肿瘤抗原(包括肿瘤细胞、肿瘤相关蛋 白或多肽、表达肿瘤抗原的基因等多种形式)导入患者体内,激活患者自身的免疫系统, 诱导机体产生免疫应答,从而达到控制或清除肿瘤的目的。
在头颈部肿瘤小鼠模型中,鼻腔内疫苗接种可以诱导生成抗原特异性效应性 CD8+T 细胞和 TRM 表型的 CD8+T 细胞。CXCR6 表达缺乏会损害疫苗接种对这两种细胞的诱导。 在 CXCR6 敲除小鼠模型中,可以观察到在疫苗接种后在支气管灌洗液和肺实质中特异性 CD8+T 和 TRM 细胞的总数显著减少,这种减少在具有 TRM 表型的 E7 特异性 T 细胞上 比具有效应表型的更明显。脾脏来源的 CD8+T 细胞则并未观察到减少,这与 CXCR6 缺 陷小鼠感染模型的结果相似。
CXCR6 功能缺失会影响疫苗的抗肿瘤功能。与未接种疫苗的小鼠相比,接种疫苗的 野生型小鼠显示出对肿瘤生长的显著抑制。CXCR6 敲除型小鼠部分丧失了对肿瘤的控制。 分别对 CXCR6 野生型小鼠和 CXCR6 敲除型小鼠进行预防性疫苗接种(肿瘤移植前)或 治疗性疫苗接种(肿瘤移植后),所有接种疫苗的野生型小鼠在预防模型的第 60 天和治疗 模型的第 25 天时都为存活状态。在 CXCR6 敲除型中,只有 60%的接种小鼠存活。生存 曲线表明,与野生型小鼠相比,接种疫苗的 CXCR6 敲除型小鼠的存活率显著降低。在另 一项卵巢癌小鼠试验中也得到相似的结果。此外,相对于单纯预防性疫苗接种方案或单纯 TRM 方案,预防性疫苗接种+TRM 联合方案肿瘤控制率有明显的提高。
肿瘤疫苗主要包括增强免疫原性和激活患者自身的免疫系统两部分,前者需要增强 疫苗的特异性,提升疫苗技术,而后者在于 CTL 的特异性激活。鉴于 CXCR6 在效应性 CD8+体细胞和 TRM 中的作用,肿瘤疫苗联合 CXCR6 调节治疗理论上将进一步加强其抗 肿瘤的能力。
(4)CXCR6 与放射治疗
放疗可以通过多种机制激活局部和全身的免疫反应,促进肿瘤细胞的死亡,其中 CXCR6/CXCL16 轴发挥着重要的作用。
乳腺癌细胞 CXCL16 表达阳性,放射治疗可进一步上调 CXCL16 的表达和释放,诱 导 CD8+CXCR6+T 细胞与之结合,从而增加活化的 T 细胞向肿瘤的迁移。局部放疗+免疫 疗法联合治疗使小鼠的肿瘤生长受到明显抑制。CXCR6 缺陷小鼠在接受放射治疗后肿瘤 中活化的 CD8+T 细胞数量减少,肿瘤消退现象不明显。小鼠黑色素瘤 B16/F10、纤维肉 瘤 MC57、结肠癌 MCA38 和前列腺癌 TRAMP-C1 细胞均为 CXCL16 低表达或无表达, 放射治疗同样也可以显著上调了 CXCL16 的表达水平。此外,在放射治疗中,活化的 NK 细胞表达 CXCR6,NK 细胞向肿瘤内的迁移与 CXCL16 的浓度相关,而后者与照射治疗 呈时间和剂量依赖性。20Gy 的照射可使 NK 细胞迁移率增加 22%。使用 CXCR6 抗体阻 断,所有癌细胞系中活化 NK 细胞的迁移显著减少。
总之,放射治疗可诱导癌细胞的趋化因子 CXCL16 表达上调和释放,进而招募各种 炎性细胞进入肿瘤微环境中发挥抗肿瘤作用。但如果宿主中存在 CXCR6+免疫细胞,则肿 瘤细胞高表达的 CXCL16 是有益的,但在没有抗肿瘤免疫应答的情况下则可能驱动肿瘤 生长,如何更好地提高放射治疗的效果值得进一步的探索。
4. 总结
CXCR6 是重要的趋化因子受体,通过与树突状细胞和肿瘤细胞表达的 CXCL16 结合, 促使免疫细胞向肿瘤组织迁移。CXCR6/CXCL16 结合加强了细胞间的黏附和相互作用, 同时降低免疫细胞 TCR 驱动的活化诱导的细胞死亡,激活免疫细胞发挥更强烈的细胞毒 性作用。CXCR6 在驻留和维持 TRM、促使 CD8+T 细胞、CD4+T 细胞和 NK 细胞发挥抗 肿瘤作用、维持对免疫检验点抑制剂起反应方面是关键的调节因子。加之 CXCR6 与 CXCL16 为特异性相互作用,CXCR6+效应细胞具有高抗肿瘤活性,以 CXCR6 为基础的 免疫治疗在抗肿瘤治疗中极具前景。临床前研究也观察到肿瘤特异性 T 细胞或 CAR-T 细 胞共转导 CXCR6 可以产生更强的细胞迁移、黏附和识别能力,从而大大地提高了 CAR- T 细胞治疗实体肿瘤的效果。此外,CXCR6+CD8+T 细胞是免疫检查点抑制剂和肿瘤疫苗 发挥抗肿瘤作用的主要细胞亚群。上调 CXCR6 表达或扩增 CXCR6+CD8+T 细胞联合 ACT、 免疫检验点抑制剂或肿瘤疫苗将有望成为有效的抗肿瘤免疫治疗。另外,放射治疗通过上 调 CXCL16 可增加 CXCR6/CXCL16 介导的抗肿瘤作用,整合免疫治疗、放射治疗及 CXCR6 调节治疗可能也会产生良好的协同作用。需要注意的是,激活效应 CXCR6+T 细 胞也可能在正常组织中募集,从而导致非预期的组织损伤,如何避免效应 CXCR6+免疫细 胞在正常组织的过度激活,也是在未来研究中需要注意的问题。
参考资料
- 《2022年度中国抗肿瘤新药临床研究评述》
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