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导语 .

按理说肿瘤组织浸润了大量的CD8+ T细胞，能很好的杀伤肿瘤细胞，然而现实是肿瘤还是会不受控制的生长。此外，对于大多数癌症患者来说，在接受免疫治疗后并不能获得长期的效益。这其中的原因是什么？

上周已经解读了T细胞亚群和免疫治疗的苦情戏，这期我们来详细看看这背后究竟有着怎样的故事，本文将从CD8+ T细胞亚群的角度来为你深入解读。

CD8+ T细胞亚群分类阐述

01

CD8+ T细胞亚群分类

CD8+ T细胞通常被认为是一群分泌大量IFN-γ和蛋白酶颗粒酶B的杀伤性T细胞，它们可以直接发挥杀死感染细胞或癌细胞的功能。然而CD8+ 效应T细胞亚群具有很强的多样性。除了调节性和滤泡性CD8+ T细胞群外，各种类型的效应性CD8+ Tc亚群与CD4+辅助性T细胞亚群相对应。每个CD8+ Tc亚群在抗肿瘤免疫反应中具有不同的功能和潜在的作用。迄今为止，已经鉴定出几种CD8+ Tc亚群，包括传统的产生IFN-γ的Tc1s、产生IL-4的Tc2s、产生IL-9的Tc9s、产生IL-17的Tc17s和产生IL-22的Tc22s(图1)(表1)。

图1 CD8+ Tc亚群

表1 CD8+ Tc亚群

1. Tc1细胞:典型的细胞毒性T细胞

作为典型的细胞毒性CD8+ T细胞，Tc1s具有出色的细胞毒活性，能有效杀伤肿瘤细胞和被胞内病原体入侵的细胞。Tc1s的诱导是由细胞因子IL-12介导，通常由抗原提呈细胞(APC)在暴露于病原体来源的成熟刺激后产生。在功能上，Tc1细胞能分泌高水平的穿孔素、颗粒酶B、IFN-γ和肿瘤坏死因子(TNF-α)。其他Tc谱系相关的细胞因子低表达，即IL-4, IL-9和IL-17。Tc1细胞的极化是由几个关键的转录因子介导的，包括信号转导和转录激活因子(STAT) 4、T-bet和脱中胚蛋白(EOMES)。作为IL-12受体的直接下游，STAT4在上调T-bet的早期作用，共同促进IFN-γ的产生。EOMES支持这一过程，并且已被证明与T-bet合作，进一步增强IFN-γ的产生。T-bet和EOMES之间的这种协同作用对于Tc1细胞的效应特性至关重要。

2. Tc2细胞

CD8+ Tc2细胞以产生II型细胞因子为特征，如IL-4、IL-5和IL-13，同时伴有IFN-γ产生减少。Tc2细胞也表达高水平的颗粒酶B，具有与Tc1细胞相当的细胞毒性。Tc2细胞的极化是由细胞因子IL-4驱动的，IL-4激活转录因子STAT6和GATA3，从而促进Tc2谱系必需基因的表达。II型细胞因子能够促进IgE的产生和嗜酸性粒细胞等致病细胞的募集，Tc2s在介导过敏反应中具有重要作用，尤其是在呼吸道。

3. Tc9细胞

Tc9细胞产生IL-9，同时产生相对较少的IFN-γ，Tc9细胞谱系是否不同于Tc2细胞仍有待完全确定。然而，Tc9细胞的极化条件已经确定，包括细胞因子IL-4和TGF-β的联合作用，由转录因子STAT6和干扰素调节因子4 (IRF4)介导。与Tc1和Tc2细胞不同，Tc9细胞表现出较差的细胞毒功能，部分原因是它们有限地产生颗粒酶B。Tc9细胞的生物学相关性以及它们的细胞毒性目前尚不清楚。在小肠、特应性皮炎病灶和哮喘患者的血液中均可检测到Tc9细胞，它们被认为可促进疾病进展。

4. Tc17细胞

分泌IL-17的CD8+ Tc17细胞是一种独特的T细胞亚群，其以高分泌IL-17A、IL-17F和IL-22，同时低表达IFN-γ而闻名。IL-6和TGF-β的联合作用可促进Tc17细胞的分化，加入IL-1β、IL-21和/或IL-23可进一步促进Tc17细胞的分化。与Tc9细胞相似，Tc17s也表达低水平的颗粒酶B，具有较差的细胞溶解功能。Tc17细胞已在人类皮肤组织的稳态条件下和肿瘤微环境(TME)中检测到，并被认为对某些真菌病原体感染具有保护作用。此外，Tc17细胞在自身免疫性疾病和移植物抗宿主病中的有害作用已被确定。除了作为效应细胞发挥作用，有证据表明Tc17还可以分化为长期记忆T细胞。

5. Tc22细胞

Tc22细胞是CD8+ T细胞的一个亚群，主要产生IL-22。在炎症皮损中检测到Tc22s，如特应性皮炎和银屑病，它们被认为与病毒感染引起的疾病病理有关，并被发现浸润鳞状细胞癌。最近的研究发现，IL-6、TNF-α和芳香烃受体(AhR)激动剂是Tc22分化的驱动因素。通过基因敲除研究，我们证明了AhR转录因子对Tc22谱系的定位至关重要。在功能上，Tc22s表达颗粒酶B，具有高度的细胞溶解能力，并在过继转移研究中提供了出色的抗肿瘤活性。虽然Tc22s的生物学意义尚不明确，但它们可以在人类卵巢癌患者中的肿瘤扩增出的CD8+ T细胞中，Tc22s可占35%。

02

TME中的Tc亚群

TME中可检测到多种免疫细胞，包括CD8+ T细胞及其亚群（表2）。文献中描述的最常见的亚群是经典的IFNγ+ Tc1细胞，Tc1的存在往往与预后较好的相关。在TME中，IFN-γ与活化信号协同上调APC上的MHC-I，从而增强抗原提呈和肿瘤及引流淋巴结中naïve T细胞的活化。此外，IFN-γ还可以帮助重新编程TME中的抑制性细胞，如调节性T细胞(Tregs)，以解除肿瘤逃避杀伤的武器之一。此外，IFN-γ还直接作用于肿瘤细胞，上调MHC-I，从而增加其对CD8+ T细胞依赖的细胞毒性的敏感性。

表2 CD8+ Tc亚群浸润TME的频率

虽然文献中主要以Tc1为中心，但也有其他Tc亚群被检测到是CD8+ TILs的一部分。Tc2细胞尽管在体外具有与Tc1相当的细胞毒性，但由于其分泌IL-4，与肿瘤进展相关。多项研究也在一些小鼠和人类肿瘤中检测到Tc17s。肿瘤浸润淋巴细胞中Tc17s含量高的患者总生存率显著低于Tc17s含量低的患者。IL-17可能是导致这种不良预后的部分原因。Tc9和Tc22细胞是相对新的亚群，Tc22细胞已在胃癌患者和移植相关鳞状细胞癌患者中发现。最近,研究者在约30%的卵巢癌患者中也发现了Tc22s，这群产生IL-22的CD8+ T细胞数量增加的患者有显著较长的无复发生存期，提示这些细胞在卵巢癌中具有潜在的预后意义。总之，TME中除了Tc1细胞之外，还发现其他亚群，在抗肿瘤反应和预后中发挥作用。

03

极化T细胞的过继免疫疗法

通过过继转移肿瘤特异性T细胞，包括表达转基因T细胞受体(TCR)或嵌合抗原受体(CAR)的T细胞；以及使用从患者自身肿瘤中分离的T细胞的TIL疗法是过继转移前在体外激活和扩增肿瘤特异性T细胞。在发现更多新的亚群之前，Tc1细胞处于主导地位。Tc1细胞的表现持续优于Tc2细胞。可能由于Tc2细胞产生IL-4，IL-4已被证明具有促肿瘤作用。Tc17细胞转移到B16荷瘤小鼠体内可以抑制肿瘤生长，这种Tc17依赖性免疫在一定程度上依赖于它们产生IFN-γ的能力。这表明Tc17细胞表现出一定程度的可塑性。治疗的成功取决于所使用的模型。例如，将Tc17细胞过继转移到荷瘤小鼠体内后，观察到最低的抗肿瘤活性。当Tc17细胞与淋巴细胞清除、肿瘤抗原疫苗接种和/或支持性体内IL-2治疗联合使用时，观察到强大的抗肿瘤效应。这可能是由于Tc17细胞表达高水平的转录因子TCF7，从而具有固有的类干细胞特性。这也可能发生在Tc9细胞上，研究发现，单独极化的Tc9细胞在治疗成熟的B16肿瘤时显示出较差的抗肿瘤功能。然而，当Tc9s与支持性体内治疗(IL-2注射、肿瘤抗原疫苗+/ -淋巴细胞清除)联合使用时，显示出了出色的结果。因此，我们很容易推测Tc9细胞的功能与Tc17细胞相似，它们在遇到支持性治疗时经历强劲的增殖爆发，但本身缺乏令人满意的抗肿瘤功能。影响Tc亚群抗肿瘤反应的另一个方面是其代谢状态。观察到Tc22细胞中的线粒体蛋白和ATP相对于Tc1或Tc17细胞升高，提示每个亚群之间存在潜在的代谢差异。除了Tc22细胞，也有报道Tc9细胞中的胆固醇代谢也影响其抗肿瘤活性。

综上所述，每个亚群具有与其谱系相关的不同功能和代谢特性，在设计未来的免疫治疗方法时应考虑到这一点。

下期预告：CD8+ T细胞群在肿瘤中的功能障碍状态与异质性。

参考文献：

[1] St Paul, Michael, and Pamela S Ohashi. “The Roles of CD8+ T Cell Subsets in Antitumor Immunity.” Trends in cell biology vol. 30,9 (2020): 695-704. doi:10.1016/j.tcb.2020.06.003.

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