論文的一作者Chang Liu博士說:“已知NRP1存在于其他T細胞表面,我們好奇它是否改變了殺傷性T細胞的功能。我們猜想它的功能可能和其他免疫檢查點分子一樣,阻斷它可以防止腫瘤生長?!?/span>
于是,Liu和同事們創(chuàng)造了一種轉(zhuǎn)基因小鼠,只從其殺傷性T細胞表面特異性地去除了NRP1。當(dāng)將腫瘤細胞移植到這個小鼠模型上時,他們預(yù)計會像在阻斷其他檢查點蛋白時看到的那樣,與正常動物相比腫瘤應(yīng)該不會生長或會生長得更慢。然而相反,他們看不出有什么不同。
“我們有點失望,感覺像走進了死胡同,因為去除NRP1似乎不會影響抗腫瘤免疫,” Liu說,“但是我們沒有放棄,而是提出了另一個問題:NRP1是否改變了免疫系統(tǒng)記憶腫瘤的能力?”
他們切除了小鼠的原發(fā)腫瘤,等待一段時間,然后在另一個位置再次植入癌細胞,模擬手術(shù)病人腫瘤復(fù)發(fā)。隨后,戲劇性的效果出現(xiàn)了:與正常小鼠相比,殺傷性T細胞上NRP1基因缺失的小鼠對繼發(fā)性腫瘤(包括B16.F10小鼠黑色素瘤等相對“冷”的腫瘤)產(chǎn)生了更好的預(yù)防作用,對抗PD1免疫治療的反應(yīng)也更積極。
NRP-1限制CD8+T細胞介導(dǎo)的對繼發(fā)腫瘤的抗腫瘤免疫應(yīng)答和抗PD1免疫治療。(圖片來源:Nature Immunology)
進一步的實驗表明,NRP1控制著T細胞如何發(fā)育和建立免疫記憶的命運。攜帶NRP1使殺傷性T細胞耗竭,在對抗癌細胞方面(尤其是長期地)變得無效。而去除NRP1能增強T細胞免疫記憶能力,即當(dāng)再次“看到”腫瘤時,免疫應(yīng)答更為強烈。
這些在小鼠身上的發(fā)現(xiàn)也與從皮膚癌或頭頸癌患者血液中分離出的T細胞的研究相關(guān)。與早期癌癥患者相比,晚期癌癥患者的記憶CD8+T細胞亞群的NRP1水平較高,這與記憶T細胞數(shù)量、疾病預(yù)后效果、對免疫檢查點阻斷反應(yīng)性呈負相關(guān)。
腫瘤患者NRP1升高與生存率差和免疫檢查點阻斷治療應(yīng)答降低有關(guān)。(圖片來源:Nature Immunology)
Vignali表示:“這是了解如何控制抗癌免疫的一個全新領(lǐng)域,并將為促進和增強癌癥患者更持久、更長期的抗腫瘤應(yīng)答提供新的治療機會?!?/span>
目前,針對NRP1的藥物(如ASP1948)已經(jīng)在臨床試驗中與抗PD-1免疫療法聯(lián)合使用,這些臨床試驗將揭示更多關(guān)于免疫記憶在抗癌中的作用。Vignali說:“這就是堅持得到的回報。當(dāng)初的假設(shè)被證明錯誤時,我們繼續(xù)尋找其他的可能性,后得到了一個重要的新發(fā)現(xiàn)。”
綜上,該研究發(fā)現(xiàn)了一個新的免疫檢查點NRP1,它以細胞固有的方式影響腫瘤內(nèi)CD8+T細胞的發(fā)育和功能,并在抗腫瘤免疫應(yīng)答期間選擇性地影響記憶前體的生成。這將NRP1與其他抑制性受體(如PD-1、CTLA4和LAG3,它們主要影響效應(yīng)T細胞的發(fā)育和功能)區(qū)分開。
雖然NRP1的缺失并不能增強原發(fā)性腫瘤的抗腫瘤應(yīng)答,但它對繼發(fā)腫瘤的T細胞記憶的發(fā)展有實質(zhì)性影響。CD8+T細胞NRP1缺失聯(lián)合免疫檢查點阻斷治療確實能提高腫瘤清除率,這提示聯(lián)合阻斷PD-1和NRP1可以使癌癥患者獲得更持久的全身抗腫瘤免疫和長期緩解。
參考資料:
1# Boosting immune memory could reduce cancer recurrence(來源:Medical press)
2# Chang Liu et al, Neuropilin-1 is a T cell memory checkpoint limiting long-term antitumor immunity, Nature Immunology (2020). DOI:10.1038/s41590-020-0733-2