如果免疫系統是座勇士之都的話，你更喜歡哪個派系呢？
不賣關子，奇點糕最最最喜歡T細胞。什麼？你覺得我慕強？啊對，誰不喜歡頂級Alpha戰士呢？但是，奇點糕最近對冷酷殺手T細胞有了新的看法，火眼金睛居然也有「傻白甜」的一面，被「盟友」巨噬細胞玩弄於股掌而不自知。
近日，美國加州大學的Matthew F. Krummel團隊在《癌細胞》雜誌上發表重要成果，揭示了腫瘤中巨噬細胞與耗竭CD8+ T細胞之間互動的生物學機制以及時空關聯性[1]。
論文首頁
這項研究首次報道，耗竭T細胞（Tex）是產生髓系相關因子的主要免疫細胞群，能夠積極招募單核細胞並促進其分化成抗原呈遞態的腫瘤相關巨噬細胞（TAMs）。但要命的是，TAMs並非盟友，而意在趁人之危，加劇T細胞耗竭。
TAMs利用抗原呈遞，與CD8+ T細胞之間形成了一種獨特且持久的「突觸」作用，這種抗原特異性的相互作用非但不能激活T細胞活性，反而會引誘T細胞走上耗竭之路。
這次引狼入室可害慘了T細胞，尤其在腫瘤內部區域，TAMs藉助乏氧環境，更是如魚得水，加速了拖垮T細胞的進程。
腫瘤相關巨噬細胞與耗竭CD8+ T細胞之間相互作用的正反饋閉環
一系列研究表明， 慢性抗原暴露以及T細胞受體（TCR）的刺激是啟動T細胞耗竭程序的必要條件[2-4]。 而在實體瘤中，TAMs通常是數量最多的抗原呈遞骨髓細胞[5-6]。
於是，Krummel團隊對巨噬細胞如何影響CD8+ T細胞衰竭展開了系統研究。他們發現，駐留在腫瘤微環境（TME）中14天的T細胞（Tex d14）表面PD-1、CD38和TOX表達增加，說明T細胞進入耗竭狀態。
給予小鼠同型對照或抗CSF1R抗體後，TAMs百分比與T細胞表面PD-1、CD38和TOX幾何平均螢光強度的相關性
但採用抗CSF1R抗體 清除小鼠體內TAMs後，CD8+ T細胞耗竭標誌PD-1、CD38和TOX表達顯著下降，而且，三者表達水平與TME中TAMs的丰度呈正相關。
雖然已經知曉了CD8+ T細胞的耗竭與TME中TAMs的丰度密切相關，但是召集大批TAMs的神秘力量仍沒有頭緒。
通過RNA測序結果分析，研究人員發現，與幼稚CD8+ T細胞相比，早期耗竭T細胞（Tex d4）和晚期耗竭T細胞（Tex d14）中的髓系相關基因明顯增加，且駐留在TME中時間越長，表達水平越高。
此外， Tex增加的髓系相關基因大部分屬於單核/巨噬細胞調節因子，而樹突細胞（cDC1）的細胞因子 Flt3L 表達下降 。這表明，長期駐留在TME中的耗竭CD8+ T細胞能夠表達單核/巨噬細胞相關因子， 可能是導致TAMs數量大增的關鍵因素。
相對於幼稚T細胞，效應T細胞與耗竭T細胞中相關基因的相對表達量
果不其然， Krummel團隊之後發現，耗竭CD8+ T細胞能夠招募單核細胞浸潤，並顯著上調CD80、CD86、H2kb及MHC-II的表達量。在阻斷CD8+ T細胞功能後，巨噬細胞表面CD206、H2kb及MHC-II等分子表達降低；而阻斷CD4+ T細胞影響不大。這表明， 耗竭CD8+ T細胞能夠促進髓系細胞分化，使其表型趨於抗原提呈狀態。
與不同T細胞共孵育後，單核細胞上CD80、CD86、H2kb及MHC-II的表達量
我們知道，T細胞戰力覺醒最關鍵的信號之一便是抗原呈遞，那麼Tex安排TAMs處於抗原呈遞的狀態絕對是結盟行為啊，怎麼還會落得個被拖垮的結局呢？
原來巨噬細胞演起了偷天換日的戲碼。
TAMs打著呈遞抗原的旗號，背地裡卻不緊不慢，僅僅誘導微弱而持久的鈣內流， 雖然也會引起TCR聚集，但不像cDC1那樣引發強而短的鈣內流，促進T細胞活化與增殖。 相反，TAMs與T細胞之間的「突觸」作用會逐漸麻痹乃至拖垮CD8+ T細胞。
TAMs與CD8+ T細胞之間的相互作用（綠色代表TCR）
Scharping等人之前報道，慢性抗原刺激下，乏氧會加劇T細胞趨於「完全成熟」的耗竭表型[7]。理所當然，研究人員對乏氧在TAMs啟動T細胞耗竭過程中所扮演的角色進行了探究。
研究表明， 乏氧確實會助紂為虐，加速TAMs啟動CD8+ T細胞衰竭程序。
此外，結果再次印證， TAMs與CD8+ T細胞之間的相互作用是抗原特異性的，因為正常黑色素瘤細胞（B16F10）誘導的TAMs對T細胞表面PD-1的表達量影響不大，而表達特異性抗原的黑色素瘤細胞（B16ChOVA）誘導的TAMs則顯著提高了T細胞表面耗竭分子PD-1的表達水平，而且TAMs丰度越高，PD-1表達量越高。
常氧或乏氧條件下，與髓源性樹突細胞或腫瘤細胞誘導的TAMs共孵育後，CD8+ T細胞上PD-1表達量
要說這一切，其實都源於一種不同尋常的「密接」。
為更好地研究TAMs與CD8+ T細胞互動的時空協調性，研究人員採用空間轉錄組學的方法ZipSeq，根據TAMs和CD8+ T細胞在TME中的定位分別繪製了單細胞中的基因表達模式。
結果顯示， 幼稚CD8+ T細胞更多地富集在腫瘤組織外側，而大部分CD8+ Tex以及快速增殖的TAMs則定位於腫瘤組織內部。腫瘤內部區域通常處於極度缺氧的環境，再次印證了上述結論，即TAMs與CD8+ T細胞之間的相互作用會啟動T細胞耗竭程序，而乏氧TME使得TAMs如魚得水，加速了T細胞絕頂戰力的消散。
腫瘤組織不同區域中，CD8+ T細胞內 Csf1 及 Ccl4 基因和衰竭分子表達量與巨噬細胞成熟和抗原呈遞相關基因表達之間的關聯性
另外，Krummel團隊發現， CD8+ T細胞中 Csf1 及 Ccl4 基因和衰竭分子表達量與巨噬細胞成熟之間存在正相關性；相反，越往腫瘤內部區域，單核/巨噬細胞中抗原呈遞相關基因的表達逐漸降低 。這進一步揭示了TAMs與CD8+ T細胞之間互動具有時空協調性。
總的來說，這項研究為我們講述了一個剪不斷理還亂的因果故事，闡明了巨噬細胞與耗竭T細胞之間的正反饋增強的作用機制：Tex分泌的CSF1招募終末分化巨噬細胞在TME內部區域富集，但TAMs卻藉助乏氧的環境優勢，演了一出偷天換日，利用抗原呈遞形成的「突觸」作用，廢除了CD8+ T細胞的絕世好武功，自然，抗腫瘤作用也就不復存在。
故事結局或許令人意難平，但講清其中的來龍去脈，對腫瘤治療能有更廣闊的思路，也不失為一件幸事！
參考文獻：
[2]DeNardo DG, Brennan DJ, Rexhepaj E, et al. Leukocyte complexity predicts breast cancer survival and functionally regulates response to chemotherapy. Cancer Discov. 2011;1(1):54-67.
[4]Broz ML, Binnewies M, Boldajipour B, et al. Dissecting the tumor myeloid compartment reveals rare activating antigen-presenting cells critical for T cell immunity. Cancer Cell. 2014;26(5):638-652.
[5]Zhang QW, Liu L, Gong CY, et al. Prognostic significance of tumor-associated macrophages in solid tumor: a meta-analysis of the literature. PLoS One. 2012;7(12):e50946.
[6]Gentles AJ, Newman AM, Liu CL, et al. The prognostic landscape of genes and infiltrating immune cells across human cancers. Nat Med. 2015;21(8):938-945.
[7]Scharping NE, Rivadeneira DB, Menk AV, et al. Mitochondrial stress induced by continuous stimulation under hypoxia rapidly drives T cell exhaustion. Nat Immunol. 2021;22(2):205-215.