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Gastroenterology:肿瘤细胞外囊泡抑制抗肿瘤免疫,改造后可加强癌症免疫检查点抑制疗法的功效

结直肠癌是全球范围内与癌症相关死亡的主要原因。免疫检查站阻断疗法对30-60%的微卫星不稳定高亚型有效。不幸的是,大多数结直肠癌患者(> 85%)肿瘤微卫星稳定,对免疫检查站阻断疗法无反应。明尼苏达大学的研究人员近期在Gastroenterology杂志(影响因子17.373)上发表文章,报道了肿瘤细胞外囊泡中的miRNA-424抑制T细胞和树突状细胞中的CD28-CD80/86共刺激途径,从而导致免疫检查点阻断的抵抗;敲低该miRNA的改造肿瘤细胞外囊泡可加强癌症免疫检查点抑制疗法的功效。
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针对免疫检查点途径的疗法,包括细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白(CTLA-4)和程序性细胞死亡1(PD-1)/ PD-1配体1(PD-L1),彻底改变了癌症治疗方法。对于结直肠癌(CRC),免疫检查点阻断(ICB)在30-60%的微卫星不稳定-高(MSI-H)亚型中有效。不幸的是,大多数CRC患者(> 85%)患有微卫星稳定(MSS)肿瘤,对ICB无反应。当前,MSI/MSS表型被认为是ICB反应的生物标记。但是,仅基于MSI/MSS的分层可能不足以解释所观察到的治疗反应差异,因为在大部分MSS肿瘤中也观察到免疫细胞浸润。理解为什么现有的肿瘤浸润免疫细胞不能通过免疫检查点阻断功能性拯救的机制,对于改善MSS-和MSI-CRC患者的预后至关重要。
肿瘤微环境(TME)中肿瘤细胞与免疫细胞之间的细胞间通讯会影响抗肿瘤免疫反应和肿瘤对免疫检查点阻断的反应。肿瘤细胞可以影响周围细胞的一种方法是通过分泌细胞外囊泡(EVs),而肿瘤细胞衍生的EVs(TEVs)可以是免疫原性的也可以是免疫抑制性的,具体取决于它们的组分。例如,TEVs中的PD-L1具有很强的免疫抑制作用,而EVs中携带的肿瘤抗原和其他免疫刺激因子可以诱导免疫反应。EVs中引发免疫检查点阻断失败的其他肿瘤内在机制和免疫抑制成分的研究非常必要。
已经证明,CD28-CD80/86共刺激信号对于免疫检查点阻断反应至关重要。抗PD-1功效部分归因于CD28-CD80/86信号的挽救。抗原呈递细胞(APC)上的CD80表达也被认为是一种新的机制,它通过与PD-L1形成类二聚体来限制相互作用T细胞上的PD-1/CTLA-4信号传导。这些报告使作者研究了其他机制,特别是肿瘤固有机制是否导致CD28-CD80/86信号失调。作者发现,TEVs参与了人CRC患者这一信号轴的破坏。此外,研究调查了去除TEVs中潜在的CD28-CD80/86抑制因子是否会增强其免疫原性,从而提高抗肿瘤免疫性。
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TEV将miR-424转移至免疫细胞并下调CD28和CD80
方法:作者使用人类和小鼠的肿瘤样本、细胞系、人类结肠直肠癌的类器官和晚期结肠直肠癌的各种同基因原位小鼠模型来定义肿瘤细胞分泌的细胞外囊泡对抗肿瘤免疫反应的影响。
结果:作者对人类大肠癌免疫谱和肿瘤免疫细胞相互作用的分析表明,含有microRNA miR-424的肿瘤分泌EV抑制了肿瘤浸润性T细胞和树突状细胞中的CD28-CD80/86共刺激途径,从而导致免疫检查点阻断抵抗。在大肠癌肿瘤模型中,用miR-424敲低的肿瘤分泌EV可以降低T细胞介导的抗肿瘤免疫反应,并增加免疫检查点阻断反应。静脉注射修饰的肿瘤分泌的EV(miR-424敲低)可诱导肿瘤抗原特异性免疫反应,并在模仿积极发展晚期疾病的结直肠癌模型中增强免疫检查点阻断功效。
结论:总的来说,研究证明了肿瘤分泌的细胞外囊泡在抗肿瘤免疫调节和免疫治疗反应中的关键作用,可以作为免疫检查点阻断抵抗性结直肠癌的一种新型治疗方法。
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具有功能性miR-424的TEV通过抑制抗肿瘤免疫力来促进肿瘤生长
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没有miR-424的TEV可以增强肿瘤中免疫检查点阻断的功效

该研究的新发现总结:
CRC分泌的EV(CRC-TEV)通过干扰免疫细胞中的共刺激机制来削弱抗肿瘤免疫力。带有miR-424的CRC-TEV在肿瘤微环境中下调CD28和CD80在T细胞和树突状细胞上的表达。抑制miR-424可提高免疫反应并增强免疫检查点阻断疗法的疗效。不含miR-424的修饰CRC-TEV可以刺激抗肿瘤免疫力,并且在晚期疾病模型中具有治疗潜力。
不足:
这项研究是使用癌细胞系、小鼠肿瘤模型进行的,并与人类CRC组织样本的数据相关;迫切需要进行进一步的临床前和临床研究,以进行潜在的临床转化。这项研究证实,TEV是影响CRC抗肿瘤免疫反应的重要机制。然而,其他肿瘤的内在和外在机制,包括不同模式的细胞间通讯,都不能忽视。
该研究的影响:
TEV中的免疫抑制因子对于抗肿瘤免疫调节至关重要。利用修饰的TEV的免疫原性可被开发为降低癌症免疫疗法抗性的治疗策略。
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模式图:大肠癌细胞分泌的细胞外囊泡中含有microRNA-424,并影响抗肿瘤免疫反应。T细胞共刺激(CD28 / CD80)功能受此肿瘤内在机制的影响,导致宿主免疫抑制。
参考文献:
ZhaoX, Yuan C, Wangmo D, Subramanian S. Tumor secreted extracellular vesiclesregulate T-cell costimulation and can be manipulated to induce tumor specificT-cell responses. Gastroenterology. 2021 Apr22:S0016-5085(21)00660-0. PMID: 33895168.

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