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骨髓细胞一定有免疫抑制功能吗?

 解螺旋 2020-08-27

解螺旋公众号·陪伴你科研的第1983天

一项颠覆常识的研究
单核细胞/巨噬细胞谱系细胞(MMLCs, monocyte/macrophage lineage cells)的髓样细胞,聚集在许多肿瘤中,它们一般被认为具有促进肿瘤生长和免疫抑制的功能。

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而发表在Sci Transl Med 上的一篇文章中,研究人员深入研究了早期肺癌患者体内的肿瘤浸润MMLCs,发现这类细胞在肿瘤部位的积累与患者的临床参数没有相关性,因此MMLCs的功能可能并不是抑制免疫。此外,他们还发现,虽然在肿瘤微环境中,MMLCs表达具有T细胞抑制功能的PDL1,但是MMLCs 似乎并不会抑制肿瘤特异性T细胞的活性。


在大多数小鼠模型中,肿瘤浸润MMLCs主要由单核细胞性骨髓源性抑制细胞(Mo-MDSCs, monocytic myeloid-derived suppressor cells)和肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)所组成。一般认为,TAMs的功能是促进肿瘤进展并抑制免疫的M2极化表型(而M1型,则具有促炎症和抗肿瘤的表型)。

然而在人类肿瘤中(特别是在肿瘤发育的早期阶段),MMLCs的细胞组成和细胞功能的相关情况,仍然并不清楚。这两个物种中(人和小鼠),肿瘤微环境中,PDL1的表达和作用,在学术界仍然存在争议。

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研究人员报道了93例来源于I期和II期非小细胞肺癌患者体内肿瘤浸润的骨髓细胞的表型特征(phenotypic profiling)。他们发现,无论是在肿瘤组织内,还是在对照组织内,MMLCs 细胞的数量都是相近的。

这个观察结果表明MMLCs在肿瘤发生过程中,没有发生细胞聚集的现象。然而,研究者观察到TAMs在肿瘤组织中的比例显著增加。有趣的是,这些患者体内的Mo-MDSCs细胞的含量非常低,这个现象和晚期癌症患者中观察到的情况正好相反。

肿瘤患者体内MMLCs细胞内的TAMs 细胞占比,具有极大的个体差异性,比例从15%到90%不等。患者体内的MMLCs 细胞内,如果TAMs 细胞的比例较低,那么这一类患者体内MMLCs 细胞内富含单核细胞。这一类单核细胞被定义为组织-肿瘤单核细胞(tissue–tumour monocytes,T-Mo)。

TAMs和T-Mos的细胞数量与患者的总生存率或肿瘤浸润的CD8+ T细胞的功能状态并没有相关性。研究者通过更详细的分析,发现TAMs表现出混合表型:同时表达M1型和M2型的标识物;也同时表达T细胞抑制受体和共刺激受体。

为了进一步研究MMLCs的免疫抑制功能,研究者采用了一种活体细胞分析法(ex vivo cell-based assay)。将来自55例患者的肿瘤源性MMLCs与肿瘤抗原特异性T细胞和肿瘤细胞进行共培养,并检测MMLCs调节T细胞功能的能力。

根据MMLCs 对T细胞的调控作用,MMLCs被分为三类:抑制性、刺激性和对T细胞功能具有中性。大多数MMLCs对T细胞活性的影响很小,甚至根本没有影响。MMLCs的细胞功能与临床参数之间,没有相关性。对于T细胞具有刺激性的MMLCs细胞内含有高比例的TAMs;相反,对T细胞具有抑制性或中性的MMLCs,主要富含T-Mo细胞。

为了评估PDL1表达的功能相关性,研究者比较了24例患者体内PDL1high TAMs与PDL1Low TAMs的功能性。虽然研究者可以观察到,当肿瘤细胞表达PDL1 时,T 细胞功能受损(对照实验);但是TAMs 细胞表达的PDL1 却不会产生任何的效应。

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尽管在本项功能研究中,采用的是活体细胞实验(ex vivo functional assays),但是本项研究的结果依然提示,肿瘤相关髓系细胞的研究结果可能存在物种之间的差异性(人体结果和小鼠模型的结果有差异),而恰恰是因为物种之间的这种差异性,可能会阻碍临床前成果向临床研究的转化。

然而,这种差异可能只反映了早期肿瘤的发生/发展状况。但是目前很少有小鼠模型能模拟这个早期肿瘤的发生/发展状态。而且需要特别注意的是,在早期肿瘤的发生/发展过程中,骨髓细胞还没有分化完全,也并没有获得一个完全明确的表型。

另一个需要我们深思的问题是,当前我们似乎总是认为骨髓细胞是起到免疫抑制作用的(特别是MDSC细胞)。可是事实却并非如此,至少在肿瘤的早期阶段,并非如此。

所以,未来需要在人类肿瘤的不同发育阶段,重新评估骨髓细胞的功能和作用。只有这样,我们才能对骨髓细胞的临床应用价值做出正确的判断。

原文信息:

Singhal, S. et al. Human tumor-associated monocytes/macrophages and their regulation of T cell responses in early-stage lung cancer. Sci. Transl Med. (2019)


END


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