《International Immunopharmacology》:VEGFR-1 blockade with the monoclonal antibody D16F7 counteracts VEGF-A-induced tolerogenic and immune regulatory phenotypes without impairing T-cell activation
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本研究推荐:为解决VEGF-A在肿瘤微环境中诱导的免疫耐受难题,研究者聚焦于VEGFR-1选择性阻断能否对抗其免疫抑制效应。他们利用抗VEGFR-1单抗D16F7处理健康人来源的免疫细胞,发现该抗体能恢复DC成熟缺陷、减少T细胞耗竭标志PD-1表达、并降低Treg的免疫抑制表型,同时不影响效应T细胞的短期活化功能。这项研究为靶向VEGFR-1以重塑肿瘤免疫微环境提供了新的概念验证。
在肿瘤的“黑社会”——肿瘤微环境中,血管内皮生长因子-A(Vascular Endothelial Growth Factor-A, VEGF-A)扮演着一个双面角色。一方面,它是促进血管新生的关键“黑老大”,为肿瘤的快速生长铺设“高速公路”(血管)。但另一方面,它更是一个狡猾的“秩序破坏者”,通过多种机制营造一个免疫抑制的环境,让身体的“警察”(免疫细胞)失能或倒戈。它能阻止专业的“侦察兵”树突状细胞(Dendritic Cells, DC)成熟,导致抗原提呈功能缺陷;能助长“黑社会保护伞”调节性T细胞(Regulatory T cells, Tregs)的扩张和功能;还能诱导杀伤T细胞耗竭,高表达PD-1等“刹车”分子。这些效应导致免疫检查点抑制剂(如抗PD-1疗法)在许多患者中效果不佳。如何在不影响免疫系统正常战斗力的前提下,打破VEGF-A建立的免疫耐受“铜墙铁壁”,是肿瘤免疫治疗领域的一个重大挑战。
VEGF-A主要通过其两个受体VEGFR-1和VEGFR-2发挥作用。传统上,VEGFR-2被认为是介导VEGF-A主要生物学功能(如促血管生成)的核心受体,而VEGFR-1则常被视为一个亲和力高但信号转导能力弱的“诱饵”受体,其角色较为模糊。然而,近年证据显示VEGFR-1在病理血管生成和免疫调节中也有独特作用。这引发了一个关键科学问题:能否通过选择性阻断VEGFR-1,在不影响T细胞正常激活功能的同时,精准对抗VEGF-A驱动的免疫抑制?针对此问题,来自意大利罗马第二大学的研究团队在《International Immunopharmacology》上发表了一项概念验证研究,系统评估了选择性抗VEGFR-1单克隆抗体D16F7对VEGF-A介导的人体免疫细胞功能的影响。
研究人员开展此项研究,主要运用了以下几项关键技术方法:从健康供者外周血单核细胞(PBMC)中分离和培养原代免疫细胞;通过多色流式细胞术分析细胞表面标志物(如CD80、CD83、HLA-DR、PD-1、CD28、ICOS、TIM-3)和细胞内细胞因子(IFN-γ、TNF-α、GrzB)的表达;利用细胞因子(GM-CSF和IL-4)诱导单核细胞分化为树突状细胞,并评估其成熟状态;建立自体及异体混合淋巴细胞反应(MLR)模型,分析DC对T细胞的刺激和耐受诱导能力;通过两步磁珠分选法纯化CD4+CD25+CD127dim调节性T细胞(Treg),并评估其表型变化。
研究结果:
3.1. VEGFR-1和VEGFR-2的亚群特异性表达提示其在CD8+和CD4+T细胞激活与耗竭中的不同作用
通过分析不同PD-1/CD28表型T细胞亚群中VEGFR-1和VEGFR-2的表达,研究者发现VEGFR-1在CD8+PD-1+T细胞亚群中表达更高,尤其是在PD-1+CD28+细胞中。激活后,活化的(大细胞)CD8+T细胞中VEGFR-1表达显著上调,而CD4+T细胞则相反。这些结果表明VEGFR-1的表达与T细胞的功能状态密切相关,尤其在PD-1相关的耗竭或激活CD8+T细胞中可能扮演重要角色。
3.2. 抗VEGFR-1单抗D16F7可抵消VEGF-A介导的耐受性树突状细胞诱导
研究发现,VEGF-A会损害由TNF-α或LPS诱导的DC成熟,表现为关键共刺激分子CD80和CD83表达下调。使用D16F7阻断VEGFR-1可以部分恢复由VEGF-A抑制的CD80表达。这表明VEGFR-1信号参与了VEGF-A诱导的DC耐受性编程,而阻断该受体有助于DC恢复其免疫刺激潜能。
3.3. D16F7单抗介导的VEGFR-1阻断逆转了VEGF-A条件化DC刺激的T细胞中PD-1的上调
将VEGF-A处理过的、装载了病毒肽的DC与T细胞共培养14天后,发现T细胞(尤其是耗竭特征明显的PD-1+CD28-CD8+T细胞)上的PD-1表达平均荧光强度(MFV)升高。当使用D16F7阻断VEGFR-1后,这种由VEGF-A诱导的PD-1上调被逆转。这证明VEGFR-1信号传导在DC介导的T细胞耗竭诱导过程中发挥了作用。
3.4. D16F7阻断VEGFR-1能保留T细胞功能
在短期(5-6小时)刺激实验中,VEGF-A能增强CD8+和CD4+T细胞产生IFN-γ和TNF-α,这一效应主要由VEGFR-2介导,因为使用VEGFR-2抗体ramucirumab可以消除此效应。重要的是,VEGFR-1阻断抗体D16F7并未抑制这种VEGF-A诱导的细胞因子产生,甚至在部分CD8+T细胞亚群中观察到颗粒酶B(GrzB)表达有增加趋势。这表明选择性阻断VEGFR-1可以在不损害T细胞短期效应功能的情况下,进行免疫调节。
3.5. VEGF-A对Treg的直接诱导作用及D16F7的调节作用:对PD-1、ICOS和TIM-3的影响
研究发现,VEGF-A能显著上调Treg上单个抑制性/共刺激分子PD-1和ICOS的表达,同时下调TIM-3。更重要的是,VEGF-A能显著增加共表达多个检查点分子(PD-1+ICOS+、PD-1+TIM-3+及PD-1+ICOS+TIM-3+)的Treg亚群频率,这些亚群通常具有更强的免疫抑制能力。D16F7处理能有效逆转VEGF-A诱导的PD-1上调以及多检查点阳性Treg亚群的扩增,而ramucirumab则主要抑制ICOS的上调。这表明VEGFR-1和VEGFR-2在调控Treg的不同免疫检查点方面存在分工,VEGFR-1信号对PD-1的表达尤为关键。
研究结论与讨论:
本研究系统阐明了VEGF-A通过其两个受体VEGFR-1和VEGFR-2,在免疫细胞中发挥复杂且有时分工明确的调节作用。核心结论是:选择性阻断VEGFR-1(使用D16F7单抗)能够在不损害效应T细胞短期功能的前提下,有效对抗VEGF-A驱动的多项免疫抑制进程。
具体而言,VEGFR-1信号在介导VEGF-A诱导的DC成熟缺陷、促进DC驱动的T细胞耗竭(PD-1上调)、以及上调Treg的PD-1表达和促进多检查点阳性免疫抑制性Treg亚群扩张方面,扮演了关键角色。阻断VEGFR-1可以逆转这些表型。相反,VEGF-A对T细胞产生的短期激活效应(如IFN-γ、TNF-α产生增加)主要由VEGFR-2介导,因此VEGFR-1的阻断不会影响这部分功能。这种功能上的“分工”为靶向VEGFR-1进行精准免疫调节提供了理论依据。
这项研究的重大意义在于,它首次在人类原代免疫细胞体系中,系统比较了选择性阻断VEGFR-1与VEGFR-2对VEGF-A免疫调节功能的不同影响。研究结果揭示了VEGFR-1作为免疫治疗新靶点的潜力:通过选择性抑制VEGFR-1,有可能“拆掉”肿瘤微环境中VEGF-A搭建的免疫抑制“路障”(如不成熟的DC、耗竭的T细胞、强效的Treg),同时保留甚至可能增强免疫系统的“战斗力”(效应T细胞功能),从而为克服现有免疫疗法(如PD-1抑制剂)的耐药性提供了新的组合策略。 此外,考虑到D16F7抗体在临床前研究中已显示出抗肿瘤活性且能减轻化疗神经毒性,选择性VEGFR-1阻断有望成为一种既能增强疗效又能改善耐受性的新型肿瘤免疫治疗手段。当然,本研究作为体外概念验证,仍需在更复杂的体内肿瘤模型和临床环境中进一步验证其疗效和安全性。