Treg三种表型中有抗肿瘤活性的部分解析

前言：调节性T细胞（regulatory T cells ，Treg）在我们的潜意识中成了免疫抑制，促进肿瘤的“坏细胞”。但其实不然...

调节性T细胞及其稳定性

Treg作为免疫系统的调节因子，维持内稳态，防止自身免疫性疾病发生发展。
Treg抑制功能通过多种机制发挥作用：

• 分泌抑制性细胞因子：IL10、IL35、TGFβ

• 产生CD39、CD73、腺苷产生或IL2剥夺，破坏代谢

• 通过颗粒酶B直接溶解免疫细胞

• 通过LAG3和CTLA-4调节DC的发育和功能等

肿瘤微环境(TME)的独特之处在于它营养不良、缺氧和酸性，对于效应T细胞(Teffs)非常不友好，因为其依赖糖酵解提供能量。与此相反，Treg依赖于氧化磷酸化，并被认为在缺氧、酸性环境中具有增殖和功能优势。

Treg的稳定性被定义为Foxp3的持续表达，CNS2位点的低甲基化，并维持抑制功能。现在这些观点在逐渐改变，Treg不稳定性最初被定义为细胞中Foxp3表达的缺失，随后抑制功能的丧失，最近几年，研究者发现另外一群脆弱型Treg, 表达Foxp3，但是没有抑制功能。

调节性T细胞的三种表型
 

Cancer Immunol Res; 6(8) August 2018
根据Treg是否表达Foxp3以及是否具备抑制功能，将其分为三类
 

• 稳定型Treg: 表达Foxp3，具有抑制功能
• 脆弱型Treg：表达Foxp3, 但IL-10等抑制因子表达下降，无/低抑制功能，分泌IFN-γ，具有抗肿瘤活性
• 不稳定Treg：不表达Foxp3，无抑制功能

Foxp3表达缺失部分原因是由于Foxp3基因某些位点缺乏去甲基化。该位点的去甲基化于2007年首次被描述，Foxp3位点的5’UTR中发现了一个保守的去甲基化CpG基序的区域(称为TSDR/CNS2)。这种去甲基化模式在小鼠和人类外周血的胸腺和成熟的周围Treg中均可观察到。相比之下，CNS2在效应CD4+T细胞中被甲基化。
Foxp3位点的低甲基化被认为是Treg稳定性所必需的，但它不依赖于Foxp3的上调而发生。

抗肿瘤活性-脆弱型Treg
 

Cell 169, 1130–1141.e11 (2017).

多种因素对Treg脆性很重要，包括Nrp1、Foxo1和Eos。

 

Nrp1缺失和IFN-γ增加

 

虽然Nrp1可以在多种细胞类型上表达，但它在Treg上调，并通过与Sema4a结合来支持Treg抑制功能。

 

由匹兹堡大学医学院等在Cell发表的结果显示，正常人Nrp1+Treg处于低比例，但是在头颈部鳞癌（HNSCC）和转移性黑色素瘤患者的外周血淋巴细胞（PBL）和肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）中，比例显著升高。且高比例患者DFS生存期大幅缩短。

 

Cell 169, 1130–1141.e11 (2017).

在缺乏Nrp1信号通路的情况下（无论是通过Nrp1阻断或基因缺失)，肿瘤内Treg显示细胞存活率降低，抑制标记物(如CD73、IL10和IL35)的表达降低，抑制功能显著受损。肿瘤内缺乏Nrp1的Treg分泌IFN-γ，可以驱动野生型Treg向脆弱型Treg分化，进一步降低抑制活性。IFN-γ对于维持脆弱型Treg的抗肿瘤活性是必需的，也可以增强PD-1抗体的治疗效果。

Cell 169, 1130–1141.e11 (2017).

缺乏Nrp1诱导的脆弱型Treg只局限于肿瘤内，这与肿瘤内缺氧的环境和Treg代谢特点相关。

 

Foxo1缺失

 

Foxo1是在Treg发育过程中Foxp3上调的关键因子，但在成熟的Treg中，Foxo1的缺失或突变导致了脆弱的表型，而非不稳定的表型。

 

Treg中Foxo1缺失导致全身性Treg脆弱表型，而非局限于肿瘤微环境，导致IFN-γ依赖的全炎症表型。

 

Eos缺失

 

Eos在Treg中上调，当被移除后，Treg抑制减少，IFN-γ和IL2上调，但Foxp3的表达保持不变。

LAG3可能限制了Eos在treg中的表达，从而促进了脆弱性，但还需要进一步的研究。据报道，当LAG3在Treg上被删除时，Eos会增加，并在自身免疫性糖尿病环境中导致更好的抑制功能。

 

一些存在的问题

 

• 患者中不稳定型或脆弱型Treg的精准标记物是什么？可否开发免疫治疗的伴随诊断方法？

• Treg脆弱性还有其他驱动因素？虽然IFN-γ已被证明可以驱动Treg的脆弱性，但其他细胞因子或可溶性因子可能导致类似的表型。

• 检查点阻断应答者和无反应者的Treg脆弱型和不稳定型水平？它们是否与临床疗效相关？患者对免疫治疗的反应是否取决于Treg的脆弱型？

 

参考文献

1. Kuniyasu Y, Takahashi T, Itoh M, Shimizu J, Toda G, Sakaguchi S. Naturally anergic and suppressive CD25(+)CD4(+þ) T cells as a functionally and phenotypically distinct immunoregulatory T cell subpopulation. Int Immunol 2000;12:1145–55

2. Overacre AE, Vignali DA. T(reg) stability: to be or not to be. Curr Opin Immunol 2016;39:39–43

3. Kathryn A. Helmin,Maintenance DNA methylation is essential for  regulatory T cell development and stability of  suppressive function，: J Clin Invest. 2020;130(12):6571–6587

4. Overacre-Delgoffe, A. E. et al. Interferon-γ drives Treg fragility to promote anti-tumor immunity. Cell 169, 1130–1141.e11 (2017).

5. Abigail E. Overacre-Delgoffe, and Dario A.A. Vignali，Treg Fragility: A Prerquisite for Effective Antitumor Immunity?Cancer Immunol Res; 6(8) August 2018