长效IL-7融合蛋白NT-I7重塑肿瘤免疫微环境并诱导三级淋巴结构从而改善荷瘤小鼠生存

《Genes & Diseases》:Efineptakin alfa (NT-I7) improves overall survival and induces immune niches murine tumors

【字体: 时间:2026年03月12日 来源:Genes & Diseases 9.4

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  为提升肿瘤免疫治疗疗效,本研究评估了长效人IL-7融合蛋白Efineptakin alfa (NT-I7)在重塑肿瘤免疫微环境和诱导三级淋巴结构(TLSs)中的作用。结果表明,NT-I7可改善小鼠生存,增加肿瘤中T、B、树突状细胞及干样CD8+T细胞的丰度,并促进TLSs的形成,为与PD-1等免疫检查点抑制剂的联合治疗提供了新策略。

  
在对抗癌症的漫长战役中,科学家们一直在寻找能有效激活并增强人体自身免疫系统攻击肿瘤细胞的方法。免疫检查点抑制剂(Immune Checkpoint Inhibitors, ICIs),特别是针对程序性细胞死亡蛋白-1(PD-1)及其配体(PD-L1)的疗法,已经在多种癌症治疗中展现出令人鼓舞的疗效。然而,并非所有患者都能从中受益,寻找能够预测治疗响应和增强疗效的生物标志物与联合治疗策略,成为当前研究的热点。
近年来,肿瘤微环境(Tumor Microenvironment, TME)中一种被称为“三级淋巴结构”(Tertiary Lymphoid Structures, TLSs)的异位淋巴组织吸引了研究者的目光。它们就像是深入敌后的“微型军事基地”,在肿瘤内部或周边组织起来,其中聚集了T细胞、B细胞、树突状细胞等多种免疫细胞,形态和功能上类似于脾脏和淋巴结等次级淋巴器官。越来越多的证据表明,肿瘤中存在TLSs,是患者对免疫检查点抑制剂产生持久、良好响应的关键预测性生物标志物。这提示我们,如果能在肿瘤中主动“建造”或增强这些“免疫堡垒”,或许能极大地提升免疫治疗的临床效果。遗憾的是,目前能够有效诱导TLSs形成的治疗手段十分有限。
白细胞介素-7(Interleukin-7, IL-7)是一种对T细胞的发育、存活、增殖以及淋巴器官形成至关重要的细胞因子。它通过调控作为淋巴组织诱导细胞(Lymphoid Tissue Inducer cells, LTi)的先天淋巴样细胞,在淋巴器官的发生中扮演着关键角色。理论上,IL-7具有支持TLSs发育的治疗潜力。然而,天然的IL-7半衰期短、稳定性差,限制了其临床应用。NT-I7(又称Efineptakin alfa)是一种长效重组人IL-7-Fc融合蛋白(rhIL-7-hyFc),正在被研究作为癌症患者的治疗选择,临床前研究已显示其具有抗肿瘤活性,并能促进T细胞的扩增。但NT-I7是否能诱导肿瘤中TLSs的形成,此前尚未有研究。
为了回答这些问题,由Rebecca C. Obeng等研究人员组成的团队开展了这项研究,并将成果发表在了《Genes》杂志。他们假设,给予长效的NT-I7,能够重塑肿瘤免疫微环境,诱导TLSs形成,从而改善抗肿瘤免疫反应和生存结局。
为了验证这一假设,研究人员主要采用了以下关键技术方法:首先,他们构建了两种小鼠肿瘤模型——通过尾静脉注射建立LLC1细胞的肺转移模型,以及通过腹腔注射建立CT26结直肠癌播散模型,用以评估NT-I7的体内疗效。其次,利用流式细胞术对肿瘤浸润免疫细胞进行精确定量分析,检测了包括T细胞、B细胞、树突状细胞、调节性T细胞(Tregs)以及具有干性特征的CD8+T细胞(表达TCF-1+且不表达TIM-3+)在内的多种免疫细胞亚群的数量和比例变化。再者,通过组织病理学(苏木精-伊红染色)和多重免疫荧光染色技术,在组织切片水平上观察、计数并定性分析了由NT-I7诱导产生的免疫聚集体的形态、大小、细胞组成(T细胞、B细胞分布)及其组织结构(是否形成类似淋巴滤泡的T/B细胞分区)。最后,研究团队运用了前沿的空间转录组学技术(10x Visium平台),对肿瘤组织切片进行空间分辨的基因表达谱分析。这项技术不仅能够识别不同细胞类型的空间分布,还能揭示特定区域(如TLS样结构内部)富集的关键信号通路和基因表达特征,从而在分子水平上深入解析NT-I7诱导的免疫聚集体的功能特性。
研究结果
NT-I7改善荷瘤小鼠生存并增加肿瘤微环境中免疫细胞丰度
在LLC1肺肿瘤模型中,与对照组相比,接受NT-I7治疗的小鼠总生存期显著延长。流式细胞术分析显示,NT-I7治疗显著增加了每克肿瘤组织中的CD45+(总白细胞)、B细胞、CD8+T细胞、CD4+T细胞以及常规树突状细胞(cDCs)的数量,而调节性T细胞(Tregs)的数量没有变化。特别值得注意的是,在抗原经验性(CD44+PD-1+)CD8+T细胞中,干样CD8+T细胞(TCF-1+TIM-3-)的比例显著增加,而终末分化(TIM-3+)细胞的比例下降。
干样CD8+T细胞定位于NT-I7诱导的免疫聚集体中
组织学分析发现,对照组肿瘤中几乎没有淋巴聚集物,而NT-I7治疗组小鼠的肿瘤及邻近正常肺组织中出现了明显的免疫聚集体。免疫荧光染色证实,NT-I7治疗组织中TCF-1+淋巴细胞(包括干样CD8+T细胞)浸润增加。空间定位分析进一步揭示,73%至79%的干样CD8+T细胞位于或紧邻这些TCF-1+免疫聚集体,表明干样CD8+T细胞可能倾向于归巢到肿瘤微环境中的这些结构里。
NT-I7诱导的免疫聚集体包含从无组织到高度组织的TLS样结构
通过对肿瘤切片进行更详细的免疫荧光表征,研究人员观察到对照组肿瘤中的T细胞和B细胞大多呈散在分布,仅少数样本中有小的T细胞或T/B细胞混合簇。相比之下,NT-I7治疗组肿瘤中出现了显著更多、更大的淋巴细胞聚集体。这些聚集体可分为富含T细胞型、富含B细胞型以及T/B细胞混合型。其中,T/B细胞混合型聚集体占大多数(71%),且部分呈现出类似次级淋巴器官中清晰的T细胞区和B细胞区分区结构,表明其具有类似三级淋巴结构(TLSs)的潜在功能。在CT26结直肠癌模型中也观察到了类似现象。
空间转录组分析揭示NT-I7诱导的免疫浸润和聚集体的转录特征
空间转录组分析清晰地区分了肿瘤区域与正常肺实质。非监督聚类显示,NT-I7治疗组肿瘤中富含淋巴细胞/树突状细胞的集群比例更高。差异表达基因分析表明,NT-I7治疗整体上上调了与T细胞、B细胞、髓系细胞谱系相关的基因,以及参与抗原加工提呈、细胞迁移(如Ccr7Sell)、粘附(如Icam2)和趋化因子相关的基因。值得注意的是,共抑制性转录本如Cd274(PD-L1)在整体比较中并未上调。
进一步聚焦于由监督聚类定义的免疫区域,并将其分为免疫聚集体区和非聚集体区进行分析,发现在NT-I7诱导的TLS样聚集体区域,富集了驱动淋巴新生(Lymphoid Neogenesis)的关键细胞因子Ltb,以及调控免疫细胞向淋巴组织迁移的基因(如Ccr7Ccl11)、粘附分子(Icam2)和抗原加工提呈相关基因(如Cd74H2-AaH2-Ab1)。与整体分析不同,在TLS样聚集体内部,共抑制基因Cd274(PD-L1)和Cd200的转录本被特异性富集。此外,与实体瘤无进展生存期相关的免疫球蛋白κ恒定区(Igkc)基因也在TLS样区域中高表达。
研究结论与意义
本研究系统性地证明,长效IL-7融合蛋白NT-I7能够有效重塑肿瘤免疫微环境,在 murine 肺癌和结直肠癌模型中诱导形成包含功能化TLS样结构的免疫聚集体。这一过程伴随着肿瘤内T细胞、B细胞、树突状细胞,特别是具有关键治疗响应的干样CD8+T细胞数量的显著增加,且不增加免疫抑制性的调节性T细胞,最终转化为荷瘤小鼠总生存期的改善。
其重要意义体现在多个层面:首先,提供了一种新的治疗策略:该研究证实NT-I7可作为“TLSs诱导剂”,为解决“如何主动在肿瘤中构建有益免疫生态”这一临床难题提供了有前景的候选方案。其次,揭示了关键作用机制:研究发现NT-I7可能通过支持淋巴组织诱导细胞(LTi)和上调淋巴毒素β(Ltb)来驱动TLSs形成,并为干样CD8+T细胞提供了归巢和存活的保护性微环境。最后,指出了明确的联合治疗方向:空间转录组分析发现,NT-I7诱导的TLSs内部特异性高表达PD-L1(Cd274)。这提示,这些被NT-I7募集和激活的免疫细胞(尤其是对PD-1抑制剂疗效至关重要的干样CD8+T细胞)其功能可能同时受到PD-1/PD-L1通路的抑制。因此,将NT-I7与PD-1/PD-L1抑制剂联合使用,理论上能产生协同效应:NT-I7负责“增兵”(增加免疫细胞数量)和“建基地”(形成TLSs),而PD-1/PD-L1抑制剂则负责“解除刹车”(阻断抑制信号),从而可能极大增强抗肿瘤免疫反应的强度与持续性。
综上所述,这项研究不仅深化了我们对IL-7在肿瘤免疫调节中复杂作用的理解,更重要的是,为将NT-I7与现有免疫检查点抑制剂相结合的临床转化研究提供了坚实的理论依据和令人信服的临床前数据,有望为更多癌症患者带来新的希望。
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