《Cancer Immunology, Immunotherapy》:Microwave ablation combined with dendritic cells enhances CD8+ T cell activation in rechallenged tumor mouse model
编辑推荐:
为解决非小细胞肺癌微波消融后局部复发率高、树突状细胞功能失调限制有效T细胞应答的问题,本研究在Lewis肺癌再激发小鼠模型中评估了微波消融联合DC疗法的疗效。结果显示,联合治疗显著抑制了肿瘤复发,增强了再激发肿瘤及肿瘤引流淋巴结中CD8+T细胞的比例和功能,并大幅提升了肿瘤引流淋巴结中迁移性1型常规树突状细胞的频率与免疫刺激能力。此项研究揭示了MWA联合DC疗法通过激活cDC1s并增强CD8+T细胞功能的协同抗肿瘤机制,为减少消融后肿瘤复发提供了有前景的策略。
肺癌,尤其是非小细胞肺癌,是全球发病率和癌症相关死亡率的主要驱动者,是现代医学面临的严峻挑战。对于局部治疗,除了手术和立体定向消融放疗,图像引导热消融已成为可行的治疗方式。其中,微波消融因其安全性和有效性在非小细胞肺癌患者中显示出良好前景。然而,局部复发仍然是损害患者长期生存的主要问题,寻找降低复发风险的联合疗法成为迫切需求。
免疫肿瘤学作为癌症研究和临床实践的一个创新领域,旨在帮助患者的免疫系统对抗癌症。然而,肿瘤免疫抑制微环境中树突状细胞的功能障碍是限制有效T细胞介导的抗肿瘤反应的关键因素。树突状细胞是最强大的抗原呈递细胞,连接先天性和适应性免疫,其中,cDC1(常规树突状细胞1型)通过在肿瘤微环境中吞噬和处理肿瘤相关抗原,迁移至肿瘤引流淋巴结,通过主要组织相容性复合体(MHC)-I将抗原交叉呈递给CD8+T细胞,在抗肿瘤免疫中发挥核心作用。微波消融可以诱导肿瘤细胞免疫原性死亡,释放损伤相关分子模式和肿瘤相关抗原,从而可能激活树突状细胞的功能。基于此,研究人员提出了一个科学假设:将微波消融与DC疗法结合,可能克服DC功能障碍,增强抗肿瘤疗效,从而减少消融后的肿瘤复发。
为了验证这一假设,研究人员在《Cancer Immunology, Immunotherapy》上发表了一项研究。他们利用了多种关键技术方法开展研究。首先,研究使用了C57BL/6小鼠构建的Lewis肺癌再激发模型来模拟临床消融后的肿瘤复发场景。其次,利用Flt3配体在体外从小鼠骨髓细胞诱导生成了树突状细胞(FL-DCs)。关键的实验技术包括:使用流式细胞术全面分析肿瘤和肿瘤引流淋巴结中的免疫细胞景观;采用小动物活体光学成像系统监测肿瘤的生长;通过磁珠分选技术分离特定的细胞亚群(如CD24+cDC1s);以及利用苏木精-伊红染色评估治疗对主要器官的安全性。
研究结果
MWA combined with DC therapy significantly reduces tumor recurrence after ablation in the LLC tumor rechallenge model
研究人员建立了LLC肿瘤再激发小鼠模型。生存分析显示,接受联合治疗的小鼠实现了长期生存。与单独治疗组相比,联合治疗组的小鼠对再激发肿瘤的生长和可见肿瘤负荷的控制显著更优。体内成像也证实联合治疗组的肿瘤尺寸显著减小。此外,小鼠体重监测和主要器官(心、肝、肺、肾)的组织学检查均未发现显著毒性或病理变化,表明联合治疗具有良好的安全性。
Synergistic effect of MWA and DC therapy on enhancing CD8+T cell proportion and function in tumors and TdLNs
流式细胞术分析发现,联合治疗组中,再激发肿瘤和肿瘤引流淋巴结内的CD8+T细胞比例均有所增加,且在肿瘤引流淋巴结中效果更显著。同时,联合治疗显著提升了肿瘤和肿瘤引流淋巴结中具有活性和产生干扰素-γ(IFN-γ)能力的CD8+CD44+IFN-γ+T细胞的比例。进一步分析显示,肿瘤引流淋巴结中效应记忆T细胞和中央记忆T细胞的比例也在联合治疗组中显著升高。
The combinational therapy significantly increases the proportion of cDCs or cDC1s and enhances the function of Mig cDC1s
分析发现,联合治疗显著增加了再激发肿瘤中cDCs及其亚型cDC1s的比例。在肿瘤引流淋巴结中,联合治疗提高了驻留型cDCs和迁移型cDCs的比例,其中迁移型cDCs增加更为明显,且主要是CD24+迁移性cDC1s的增加。功能分析表明,联合治疗后,迁移性cDC1s表面共刺激分子(CD80、CD86)和抗原呈递分子(MHC-I、MHC-II)的表达均显著上调,表明其免疫刺激能力增强。
Supplementation of cDC1s exhibits superior anti-tumor efficacy
为了阐明cDC1s的关键作用,研究人员在MWA治疗后回输了分选出的CD24+cDC1s。结果显示,MWA联合cDC1s治疗比MWA联合未分选的DCs更能抑制再激发肿瘤的生长,部分小鼠甚至完全抑制了肿瘤生长,表明cDC1s是介导联合治疗效果的关键DC亚型。
cDC1 supplementation enhanced CD8+T cell expansion and function in rechallenged tumors
与上述发现一致,回输cDC1s联合MWA治疗进一步增强了再激发肿瘤中CD8+T细胞的比例和其产生IFN-γ的功能。
cDC1 supplementation enhanced Mig cDC1s expansion and function in TdLNs compared to DC-based combination therapy
回输cDC1s联合治疗,进一步提高了肿瘤引流淋巴结中迁移性cDC1s的比例,并增强了其表面功能分子的表达,形成了正反馈循环,放大了抗肿瘤免疫反应。
研究结论与讨论
本研究首次在LLC肿瘤再激发模型中证实,微波消融联合DC疗法能显著抑制消融后肿瘤复发,并表现出强大的免疫促进作用。其核心机制在于:联合治疗显著提升了再激发肿瘤和肿瘤引流淋巴结中CD8+T细胞的增殖、活化与功能(如产生IFN-γ),并增加了中央记忆和效应记忆T细胞亚群。更重要的是,研究发现联合治疗大幅提高了肿瘤引流淋巴结中迁移性cDC1s(CD24+Mig cDC1s)的频率,并增强了其抗原呈递和共刺激能力(表现为CD80、CD86、MHC-I、MHC-II分子表达上调)。特异性回输cDC1s的实验进一步证明,cDC1s是介导该联合疗法抗肿瘤免疫效应的关键细胞亚型。研究人员讨论指出,DC特别是cDC1s,通过捕获MWA释放的肿瘤抗原并迁移至引流淋巴结,有效激活CD8+T细胞,是启动抗肿瘤免疫循环的核心。本研究的发现不仅揭示了MWA联合DC疗法通过激活cDC1s—CD8+T细胞轴发挥协同抗肿瘤作用的机制,而且为临床上减少微波消融后肿瘤复发、改善非小细胞肺癌患者预后提供了一种极具潜力的联合免疫治疗策略,奠定了将其转化为临床应用的实验基础。