Nature:三级淋巴结构是具有干性特征肿瘤特异性T细胞的“储备库”
三级淋巴结构(TLS)与多种实体瘤患者对免疫检查点抑制剂的较好反应相关。
在肾细胞癌中,TLS和干样祖细胞耗竭T细胞都被视为有利的免疫特征,但这种相关性背后的关键机制并不清楚。
今天,由
美国丹娜-法伯癌症研究院Giacomo Oliveira、David A. Braun和Catherine J. Wu
共同领衔的研究团队,在《自然》上发表一篇重要研究论文。
他们发现,
肾细胞癌中的TLS可容纳肿瘤特异性CD8阳性T细胞,并与这类细胞维持干样祖细胞耗竭特征相关。与此同时,部分TLS阳性肿瘤的边缘区域富集CD163阳性巨噬细胞和
终末耗竭T细胞
,提示肿瘤内同时存在支持抗肿瘤免疫与抑制免疫反应的不同局部生态位
。

研究团队首先分析了24例未经治疗的肾细胞癌样本,其中12例含有TLS。值得注意的是,这
12例TLS阳性肿瘤中有11例缺乏生发中心、
滤泡树突状细胞
和滤泡辅助性T细胞等成熟TLS标志物,属于未成熟TLS
。
过去,成熟TLS通常被认为与更有效的抗肿瘤免疫和更好的免疫治疗反应联系更紧密,未成熟TLS的作用则较为模糊。这项研究显示,
即使尚未形成典型生发中心,肾癌中的未成熟TLS依然可以容纳肿瘤特异性T细胞,并与其维持干样祖细胞耗竭状态相关。它拓展了人们对未成熟TLS的认识
,这类结构也可能是保存抗肿瘤T细胞“后备力量”的局部生态位。
单细胞转录组数据显示,TLS阳性肿瘤中耗竭CD8阳性T细胞、干扰素反应活跃的CD8阳性T细胞和增殖中的T细胞比例更高。乍看之下,耗竭T细胞增加似乎不是积极信号;进一步比较却发现,
TLS阳性肿瘤中的耗竭T细胞较少呈现终末耗竭转录特征。相反,TLS阴性肿瘤更富集一类高表达HAVCR2等终末耗竭标志物的CD8阳性T细胞
。
这提示TLS阳性肿瘤内存在更多经历过抗原刺激、同时仍保留一定可塑性的T细胞。可仅凭转录组状态,还无法确认这些细胞究竟在对抗肿瘤,还是只是在肿瘤附近“路过”的病毒特异性旁观者T细胞。
为回答这个问题,研究团队从6例肾细胞癌患者的肿瘤浸润T细胞中,重建并筛查了554个扩增T细胞克隆的T细胞受体(TCR)。他们让携带这些TCR的T细胞分别接触患者自身肿瘤细胞、正常细胞,以及候选的新抗原和肾癌相关抗原,由此直接测试每个TCR识别的靶标。
筛查发现,82个TCR能够识别患者自身肿瘤细胞和/或肾癌相关抗原。肿瘤特异性TCR主要来自耗竭CD8阳性T细胞群。与TLS阴性肿瘤相比,
TLS阳性肿瘤中的肿瘤特异性T细胞克隆包含更多祖细胞耗竭细胞
。

接下来,研究人员利用空间转录组和空间TCR测序,观察这些TCR克隆在组织切片中的位置。他们发现,部分肿瘤特异性T细胞克隆可在TLS区域被检测到;其中一部分克隆在组织中的分布倾向于靠近TLS,而非随机散布于其他肿瘤区域。
在一名携带优势新抗原NSUN5.pQ18K的患者中,研究团队鉴定出多个能识别该新抗原的TCR克隆。这些克隆既可在TLS区域检测到,也可在TLS外的肿瘤区域检测到。比较同一克隆在两类区域中的转录特征后,他们发现
位于TLS区域的细胞具有更高的祖细胞耗竭特征评分,并更常表达TCF7、CXCL13和IL7R等与记忆、自我更新相关的基因
。
这组结果说明,TLS可能是肿瘤特异性T细胞维持祖细胞耗竭状态的局部生态位。TLS中的B细胞、浆细胞和内皮细胞相关信号,以及CXCL13-CXCR5等细胞通讯线索,或许共同帮助T细胞停留、迁移和维持特定状态。对于抗肿瘤免疫而言,这类细胞的重要性在于,
它们能够持续补充后续效应T细胞,而非在一次反应后迅速耗尽。
此外,研究人员还发现,
在部分TLS阳性肿瘤中,肿瘤与周围间质交界处存在CD163阳性巨噬细胞富集区
。耗竭CD8阳性T细胞和调节性T细胞在这一肿瘤边缘区域更为集中,也更常与CD163阳性巨噬细胞近距离共定位。
研究团队随后在独立的60例
肾透明细胞癌
队列中验证了这一现象。
TLS密度较高的肿瘤,其肿瘤边缘附近CD163阳性巨噬细胞更多
;在进一步分析的TLS高密度样本中,终末耗竭CD8阳性T细胞在肿瘤边缘的密度高于邻近肿瘤内部区域,并更常出现在CD163阳性巨噬细胞附近。空间转录组推断还提示,这些巨噬细胞与耗竭T细胞之间可能存在LGALS9-HAVCR2、CD86-CTLA4等免疫抑制性通讯。
TLS与巨噬细胞富集边缘,是同一肿瘤中两类并存的空间生态位。前者与肿瘤特异性干样T细胞的维持相关,后者则与耗竭T细胞聚集和免疫抑制性细胞通讯相关。二者共同提示,
肾癌的免疫图景并不取决于单一细胞类型,而取决于不同局部区域中,T细胞、B细胞和髓系细胞如何组织和相互作用
。
这项研究的价值在于,它把TLS从一个与疗效相关的组织学标志,推进为肿瘤特异性T细胞状态可以被直接检验的局部免疫生态位。他们通过TCR功能筛查确认,TLS中出现的并非只有旁观者T细胞,其中包含具有真实肿瘤识别能力、并保留干样祖细胞耗竭特征的细胞克隆。
从临床意义来看,TLS状态、肿瘤特异性T细胞状态和肿瘤边缘髓系细胞特征,未来有望共同构成更精细的肾癌免疫分型工具。对于TLS稀少的肿瘤,个体化肿瘤疫苗、树突状细胞调控或其他促进局部免疫结构形成的策略,或可帮助扩大肿瘤特异性T细胞储备;对于存在显著
髓系抑制
生态位的肿瘤,则可能需要同时改善巨噬细胞相关免疫抑制。让肿瘤内保留更多能够持续补给的肿瘤特异性T细胞,并为它们创造更有利的局部环境,或许是提升肾癌免疫治疗持久性的一个重要方向。
