我們都知道，殺傷性T細胞，也就是CD8+T細胞是抗擊腫瘤的主力軍，但是很多腫瘤浸潤的CD8+T細胞處於耗竭狀態，表達抑制性受體，比如PD-1。雖然包括PD-1抑制劑在內的免疫檢查點抑制劑已經在多種癌症中取得了成功，但仍有部分患者無法獲益，這也說明，我們對癌症和免疫系統的探索還有很大的可進步的空間。
在今天的《自然》雜誌上，來自紀念斯隆·凱特琳癌症中心（MSKCC）的免疫學家李明的團隊發表了新的研究成果[1]。
論文首頁
2016年時，李明博士團隊首次發現了ILTCK這種新型T細胞的存在[2]，它們的 特徵為高表達NK1.1、CD49a和CD103，與自然殺傷（NK）細胞、T細胞和不變NKT細胞具有不同的基因表達特徵。初步小鼠實驗顯示，ILTCK能夠參與抗腫瘤反應，它們的產生依賴於細胞因子IL-15。不過，ILTCK從何而來？它們如何抗腫瘤？這些問題當時還都不清楚。
在這次的研究中，研究人員確認，ILTCK在乳腺癌小鼠和人類結直腸癌的腫瘤組織中均存在，表明它們是一類 進化上保守的腫瘤免疫細胞。
研究人員對乳腺癌小鼠腫瘤組織中的CD45+TCR （T細胞受體）+CD8α+細胞進行了單細胞RNA測序，共鑑定出了5類不同的T細胞，其中第三類（C3）高表達 Gzmb 、 Klrb1c （編碼NK1.1）和 Fcer1g ，正代表了ILTCK。其餘幾類中，有高表達幼稚T細胞標誌物，如 Il7r 和 Tcf7 的，可能包含了最近被激活的T細胞（C1），還有高表達 Mki67 和 Top2a 的正處於增殖狀態的T細胞（C5）。
5類T細胞的基因表達特徵
從分化軌跡上來看，ILTCK不符合從激活到耗竭的傳統T細胞分化途徑，因此，要麼ILTCK是由C1類細胞通過獨特的分化途徑產生的，要麼C1類細胞根本就不是ILTCK的祖細胞。
進一步的分析顯示，ILTCK在次級淋巴器官中的激活不依賴於 樹突狀細胞，與傳統CD8+T細胞有不同的「本體」。在腫瘤中，表達ILTCK源性αβTCR的胸腺細胞持續且特異性地產生NK1.1+ILTCK，而不產生PD-1+T細胞。
這表明， NK1.1+ILTCK和PD-1+T細胞代表了兩種相互排斥的細胞分化命運，由胸腺細胞以TCR特異性依賴的方式產生。它們沒有共同的TCR對，兩者不是由共同的祖細胞分化而來。
NK1.1+ILTCK和PD-1+T細胞不同的分化命運
為了更深入地了解ILTCK譜系的特徵，研究人員將腫瘤浸潤的NK1.1+ILTCK和PD-1+T細胞與其各自的胸腺祖細胞進行了比較。他們發現， ILTCK祖細胞 Lat 和 Cd2 的表達減少可能抑制TCR信號傳導，使得成熟的ILTCK不太容易耗竭。 編碼很多NK受體和信號分子的基因在ILTCK祖細胞中表達增加，在成熟的ILTCK中也仍然保持。
無論是小鼠腫瘤模型還是結直腸癌患者的腫瘤組織，研究人員都發現了 Fcer1g 穩定的差異化表達，它 可以作為一個進化上保守的ILTCK譜系標誌物，不受ILTCK激活狀態的影響。
和此前的研究一致， ILTCK的產生非常依賴促炎細胞因子IL-15，它的水平與IL-15呈正相關關係，在無法產生IL-15的小鼠中，也幾乎檢測不到ILTCK胸腺祖細胞。
IL-15正常表達（ Il15 +/+）和缺陷（ Il15 -/-）小鼠ILTCK的水平差異
比較幸運的一點是，健康組織中通常不太會存在IL-15，而腫瘤組織中則有大量的IL-15，在本研究使用的結直腸癌患者的腫瘤組織中，研究人員也確實檢測到了高水平的IL-15，這就表明，ILTCK能夠針對腫瘤組織進行靶向打擊，儘可能地避開健康組織。
如果自身儲備不足，那麼異位激活IL-15信號過繼轉移工程化ILTCK祖細胞也是可以的，研究人員純化了小鼠的ILTCK胸腺祖細胞，表達可由他莫昔芬誘導的轉錄因子STAT5B的活性形式（STAT5B-CA），它可以協調IL-15信號通路下游的轉錄程序[3]。
把純化的細胞過繼轉移到淋巴細胞缺陷的荷瘤小鼠中，4周後，STAT5B-CA的表達使得轉移的細胞和NK1.1、GZMB的表達擴增了60倍，相比沒有接受細胞轉移的和轉移了但沒有用STAT5B-CA武裝的，腫瘤的生長得到了顯著的抑制。
如果是免疫正常，淋巴細胞豐富的荷瘤小鼠，過繼轉移細胞治療的效果就更好了， STAT5B-CA ILTCK祖細胞在腫瘤中定植更容易，擴增和效應分化，以及腫瘤生長受限的效果更強。據此，研究人員認為，ILTCK的IL-15信號通路是強效抗腫瘤的潛在靶點。
轉移了STAT5B-CA ILTCK祖細胞（紅）的小鼠的腫瘤生長顯著受限
李明博士認為，這類特殊的ILTCK可以作為靶點，或者通過基因工程改造用於抗腫瘤，它們或許比傳統的T細胞更「擅長」觸達和殺滅實體瘤。MSKCC已經提交了關於在癌症免疫治療中使用ILTCK的專利申請[4]，未來將繼續進行更多更深入的研究。
參考文獻：
[2] Dadi S, Chhangawala S, Whitlock B M, et al. Cancer immunosurveillance by tissue-resident innate lymphoid cells and innate-like T cells[J]. Cell, 2016, 164(3): 365-377.
[3] Chinen T, Kannan A K, Levine A G, et al. An essential role for the IL-2 receptor in T reg cell function[J]. Nature immunology, 2016, 17(11): 1322-1333.
[4] https://www.mskcc.org/news/ski-scientists-identify-potential-new-soldier-cancer-immunotherapy
本文作者丨應雨妍