腫瘤中的免疫細胞對於消除癌細胞發揮著重要作用。這些從血液中進入腫瘤的T細胞也被稱作 腫瘤浸潤T細胞 ,它們起到了辨識或清除癌細胞的作用。其中,CD8+ T細胞中的細胞毒性T細胞是殺傷癌細胞的最主要細胞類群。但在癌癥發展的行程中,往往會出現T細胞功能失調,即「 T細胞耗竭 」的現象。
因此,如何避免T細胞耗竭、使之繼續發揮作用,成為抗癌療法開發的重要方向。最近備受關註的 免疫檢查點阻斷療法 ,就是透過調節腫瘤浸潤T細胞,避免T細胞耗竭。但在臨床套用中,人們也發現,這類療法在不同類別癌癥中的治療效果有著巨大的差異。
由此推測, 在不同類別的癌癥中,腫瘤微環境的差異對T細胞的狀態起到了不同的影響,並進一步導致免疫檢查點阻斷療法的效果各有差異。 因此,為了提升該療法的效果,科學家需要系統地了解在不同類別的癌癥中,腫瘤微環境對T細胞分化和功能等方面產生的影響。
在此之前,利用單細胞轉錄組測序等手段,北京大學BIOPIC和生命科學學院張澤民教授團隊已經對肝癌、非小細胞肺癌和結直腸癌這三類癌癥進行了T細胞單細胞水平的研究。為了更好地了解腫瘤浸潤T細胞的全貌、揭示不同癌癥之間的共性和差異,研究團隊決定大幅擴充套件研究物件。
在發表於【科學】的最新研究中,張澤民教授團隊聯合北京大學腫瘤醫院季加孚、步召德課題組以及北京大學第三醫院, 構建了涵蓋了21種癌癥的單細胞水平泛癌癥T細胞圖譜。
在這張T細胞圖譜中,研究團隊辨識出17個CD8+ T細胞類群和24個CD4+ T細胞類群,這兩類T細胞與癌癥的發展與治療密切相關。
對於起殺傷作用的主要細胞類群——CD8+ T細胞,研究團隊發現了 兩條常見於多種癌癥的T細胞耗竭途徑 :透過效應記憶T細胞或組織駐留記憶T細胞向耗竭狀態轉變。此外,他們還找到了一些 只在少數種類的癌癥中存在的可能途徑 。
此外,該研究還發現了一些耗竭相關的轉錄因子在多數癌癥類別的耗竭T細胞中都有高表達,例如 TOX 和 PRDM1 ;但另一些轉錄因子,如 SOX4 和 FOXP3 的表達則體現出了明顯的癌癥類別偏向性。
該圖譜中的資訊,也為對癌癥患者的臨床治療提供了參考。根據腫瘤浸潤T細胞的組成,研究團隊 將癌癥患者分為兩大類 :末期耗竭CD8+ T細胞占比高;組織駐留記憶CD8+ T細胞占比高。其中,後一組整體的預後情況更好。
因此,這項研究基於單細胞的泛癌T細胞研究,加深了人們對腫瘤浸潤T細胞的理解,也為開發新的癌癥免疫療法、實作更有效的病人分層提供了指導。
北京大學前沿交叉學科研究院博士畢業生鄭良濤、生命科學學院博士生秦世尚、前沿交叉學科研究院博士後司雯為該論文的並列第一作者,北京大學BIOPIC和生命科學學院張澤民教授、北京大學腫瘤醫院季加孚教授和步召德教授、百奧智匯胡學達博士為該論文的共同通訊作者。
參考資料:
[1] Liangtao Zheng et al., Pan-cancer single-cell landscape of tumor-infiltrating T cells. Science (2021), https://www.science.org/doi/10.1126/science.abe6474
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