Cell Research | 肿瘤疫苗促进T和NK细胞攻击
原创 榴莲不酥 图灵基因 2022-08-02 09:55 发表于江苏
收录于合集#前沿分子生物学机制
撰文：榴莲不酥
IF=46.297
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亮点：
一种新型的疫苗靶向方法通过防止MICA/B的蛋白水解切割，从而增强免疫浸润和抗肿瘤反应，突出NKG2D相互作用对自然杀伤细胞和T细胞的重要性。
2022年7月12日，在Cell Research杂志上发表了一篇名为“Promoting T and NK cell attack: preserving tumor MICA/B by vaccines”的文章，强调了MICA/B如何靶向肿瘤，通过注射α3结构域特异性抗体或接种疫苗诱导产生靶向α3结构域的抗体，以保持天然NKG2D配体复合物在表面。支持MICA/B α3结构域疫苗在计划中的临床试验中用于治疗癌症患者。
在小鼠和人类中，刺激性受体NKG2D的配体上调以响应DNA损伤检查点通路的激活。小鼠和人类中的NKG2D配体有助于提醒免疫系统注意已经经历过基因毒性应激的潜在危险细胞。NKG2D参与NK细胞和CD8+ T细胞提供共同刺激信号传导，触发直接细胞介导的细胞毒性。然而，人类肿瘤有能力通过从细胞表面脱落MICA/B来避免NKG2D识别。脱落是通过金属蛋白酶介导的这些分子的膜近α3结构域的裂解发生的，这样就只有α3结构域留在肿瘤上，而α1/2结构域脱落。当这种情况发生时，可溶性MICA/B可与细胞毒淋巴细胞上的NKG2D结合，引起NKG2D的内吞和降解，通过降低NK细胞活性进一步促进肿瘤免疫逃避。
此前，研究团队推测，MICA/B脱落可以通过与α3结构域结合的抗体来阻断，因此这些抗体的Fc段可以通过与免疫细胞上的Fc受体结合来增强免疫治疗，从而触发抗体介导的细胞毒性。为了验证这一假设，他们用重组MICA α3结构域免疫小鼠，并鉴定了几种α3结构域特异性抗体。进一步测试了在肿瘤细胞表面稳定MICA和MICB最有效的单克隆抗体7C6。7C6激活了NK细胞介导的对人类肿瘤细胞的细胞毒性，并触发了大量的 IFN-γ的产生。研究团队利用小鼠NKG2D识别人类MICA的事实，建立了具有免疫功能的小鼠模型，将B16F10黑色素瘤细胞转导到过表达人类MICA，并皮下注射到同基因小鼠中。7C6治疗可使体内肿瘤细胞表面MICA水平升高，明显延缓肿瘤生长。抗体介导的耗尽实验表明，NK细胞，而不是CD8+ T细胞，是7C6抗肺转移的抗肿瘤活性的关键。为了用人类癌细胞和NK细胞测试这种治疗方法，他们在免疫缺陷小鼠中注射了人类NK细胞，然后注射了人类A2058黑色素瘤细胞和7C6治疗。在这些研究中，7C6减少了肿瘤转移并延长了生存期，尽管与同基因小鼠实验相比程度更低。
研究团队研制了一种融合幽门螺杆菌铁蛋白N-端的MICA或MICB的α-3结构域疫苗，用于展示多价抗原。结合用于树突状细胞（DC）募集的粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）和CpGODN1826（一种佐剂）的可生物降解支架用于疫苗递送。疫苗（MICB-vax）在小鼠体内诱导高滴度抗体，与表达人MICB的B16F10黑色素瘤细胞强烈结合并防止配体脱落。该疫苗在限制肿瘤生长和延长皮下B16F10细胞表达MICB小鼠的存活方面表现出相当大的功效。重要的是，他们还通过用另一剂B16F10（MICB）细胞免疫后4个月保持无肿瘤的小鼠重新攻击小鼠，证明了该模型中的免疫记忆。这些小鼠仍然受到完全保护。同时研究发现，用MICB-vax治疗的小鼠在转移性黑色素瘤和原发性肿瘤切除后疾病复发的三阴性乳腺癌模型中受到保护。
为了能够比较给予对照疫苗的小鼠和给予MICB-vax的小鼠之间的肿瘤微环境。研究团队使用表达多西环素诱导的MICB的B16F10黑色素瘤细胞。在小鼠接种疫苗并建立肿瘤后，通过多西环素处理诱导MICB。他们观察到这些小鼠的肿瘤中CD4+ T细胞、CD8+ T细胞和NK细胞大量富集，并降低了FoxP3+调节性T细胞的百分比。此外，单细胞RNA-seq分析显示，效应淋巴细胞群改变了趋化因子受体的表达谱，表明对肿瘤部位的归巢增强。该模型中的细胞耗竭实验表明，CD4+ T细胞、CD8+ T细胞和NK细胞都对疫苗的功效做出了重大贡献。此外，CD4+ T细胞和NK细胞对于有效控制具有导致MHC-I、MHC-II或IFN-γ受体缺失的突变的肿瘤很重要。
在探索CD4+ T细胞可以促进NK细胞募集到肿瘤的机制时，作者观察到用MICB-vax治疗的小鼠的肿瘤引流淋巴结中迁移常规DC（cDC）的数量显著增加。CD4+ T细胞耗竭消除了cDC迁移，cDC消融明显降低了肿瘤内CD4+ T细胞，CD8+ T细胞和NK细胞的数量。最后，作者使用Fcer1g-敲除DC和小鼠来证明DC上由MICB-vax和Fc受体引发的抗体相互作用在体外促进CD8+ T细胞增殖和控制体内肿瘤生长的重要性。描述MICB-vax如何将先天性和适应性免疫桥接到靶CD8+ T细胞耐药性和敏感性肿瘤的模型。图：MICA/B-vax诱导抗体的作用机制
这项重要的研究提供了重要的原理验证数据，支持在计划的临床试验中翻译MICA/Bα3域疫苗以治疗癌症患者。研究团队承认，这项研究的一个局限性是使用表达人类MICA/B的小鼠肿瘤细胞。在本研究中看到的同样引人注目的抗肿瘤反应是否会在人类疾病中转化为异质肿瘤细胞中MICA/B表达的更复杂的内源性调节以及限制B细胞功能和抗体产生的潜在免疫抑制条件仍有待确定。不管这些计划试验的结果如何，这项和以前的研究都强调了MICA/B如何通过注射α3域特异性抗体或注射疫苗来诱导产生靶向α3域的抗体来靶向肿瘤将天然NKG2D-配体复合物保留在表面。这些发现对多种免疫谱系具有广泛的影响，具有增强抗肿瘤功效的潜力。
教授介绍
JeffreyS.Miller博士，明尼苏达大学血液学、肿瘤学和移植学系医学教授，共济会癌症中心副主任，RogerL.和LynnC.Headrick癌症治疗学主席，分子和细胞治疗学副科学主任，医学科学家培训计划导师。曾获得杰出研究讲座奖和美国最佳医生。在整个学术生涯中，Miller博士一直对NK细胞生物学感兴趣。他首先报告了相关供体单倍体同种异体NK细胞可以在过继转移后扩增并诱导难治性白血病患者缓解。同时他和他的团队已经证明，来自具有有利KIR基因的供体的移植物可以防止无关供体HCT后急性髓性白血病的复发。
参考文献
Stine ZE, Schug ZT, Salvino JM, Dang CV. Targeting cancer metabolism in the era of precision oncology. Nat Rev Drug Discov. 2021 Dec 3:1-22. doi: 10.1038/s41573-021-00339-6. Epub ahead of print. PMID: 34862480; PMCID: PMC8641543.
