癌症的过继免疫治疗：建立在成功的基础上

消除免疫抑制细胞

T型_规则细胞对于维持外周自我耐受和抑制抗肿瘤反应至关重要⁵.T型_规则细胞是一种独特的T细胞谱系，其特征是转录因子叉头盒P3（FOXP3）的表达和与T细胞活化相关的细胞表面分子的高水平表达，包括CD25（也称为IL-2Rα）、糖皮质激素诱导的肿瘤坏死因子（TNF）受体相关蛋白（GITR）和细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4（CTLA4）⁵然而，人类T细胞的专属分子特征_规则细胞目前不存在，因为CD4激活⁺T细胞也可导致FOXP3表达上调²³.使用缺乏T的小鼠进行实验_规则由于特定的基因缺陷以及这些细胞的“回补”，细胞令人信服地表明，它们抑制过继转移的自身/肿瘤反应性T细胞的抗肿瘤活性²⁴自我/肿瘤反应效应器CD8 ACT后观察到增强的抗肿瘤反应⁺T细胞与肿瘤发生抄送4^{−/ −}，但不是抄送8^{−/ −}，小鼠，表明CD4中含有免疫调节细胞⁺T细胞群。抑制活性仅限于CD25⁺CD4转移导致的T细胞亚群⁺CD25型⁺T型_规则细胞单独或与CD4结合⁺CD25型⁻T助手（T_H（H）)细胞，抑制了淋巴病小鼠的有效免疫治疗。相比之下，T的转移_H（H）单独的细胞导致了深刻的自身免疫和已建立的肿瘤的根除。有趣的是，效应器CD8的维护和功能⁺T细胞需要T的存在_H（H）能够产生白细胞介素-2（IL-2）的细胞²⁴.

T的免疫抑制作用_规则癌症患者体内的细胞直到最近才开始被探索。T型_规则黑色素瘤和肺癌患者肿瘤病变中过度表达的细胞可以抑制浸润性T细胞的功能^25,26，和T_规则黑色素瘤抗原特异性细胞已被描述⁴据报道，生存率降低与T_规则卵巢癌患者的细胞²⁷尽管这些发现最近遭到了反驳²⁸因此，目前没有确凿的数据表明体内T的函数_规则细胞和癌症的进展。然而，T的抑制作用_规则在非淋巴消耗环境中接受免疫治疗的癌症患者中，细胞可能导致临床反应率低下。选择性消除T_规则细胞²⁹从患者的TIL中可以进一步提高ACT方法在淋巴消耗环境中的疗效，因为T_规则-淋巴环境和外源性IL-2（REFS）的存在可促进细胞增殖^30,31). 此外，T的去除_规则来自外周血淋巴细胞（PBL）的细胞可能会产生大量T细胞_H（H）能够增强自身/肿瘤特异性CD8反应的细胞⁺T细胞体内²⁴.

其他免疫细胞，包括自然杀伤细胞、自然杀伤T细胞和CD11b⁺第1组⁺骨髓抑制细胞（MSCs）已被证明抑制T细胞功能^32–34虽然最近有报道称NK细胞具有依赖于穿孔素的免疫抑制机制，但对NK和NKT细胞的免疫抑制活性知之甚少³³MSCs是一种异质性细胞群，由处于不同分化阶段的髓细胞组成，包括单核细胞、粒细胞和未成熟的髓单细胞亚群³⁴在以T细胞功能受损为特征的疾病中，包括肿瘤和慢性感染，MSC的频率增加³⁴在小鼠和人类中，MSC可以通过与肿瘤反应性T细胞直接接触、L-精氨酸消耗和L-精氨酸代谢产物释放等机制浸润肿瘤床并抑制T细胞反应^35,36使用Gr1特异性抗体耗尽MSC可保护MSC免受肿瘤侵袭³⁷因此，去除MSC及其抑制活性可能有助于在淋巴衰竭患者ACT后观察到的抗肿瘤T细胞反应增加。

最小化细胞因子汇

将少量抗原特异性T细胞转移到淋巴宿主中会导致转移的T细胞群的扩张和活化，这一过程称为稳态增殖^38–40在淋巴环境中，抗原经历的T细胞独立于自身肽-MHC复合物增殖⁴⁰然而，联合转移“无关”T细胞群或增加转移细胞的数量都可以剂量依赖性地降低稳态增殖水平，这表明存在其他限制稳态增殖的因素^39–41虽然宿主介导的过继转移T细胞增殖抑制可能涉及直接细胞接触，但转移T细胞和宿主T细胞之间也可能存在竞争，以获得支持CD8所需的有限数量的细胞因子⁺T细胞稳态；这种竞争被称为“细胞因子库”效应^12,42.

在IL-7或IL-15缺乏的小鼠表现出体内稳态维持和记忆CD8增殖受损的实验中，这些细胞因子可用性的重要性得到了证明⁺T细胞^43–45相反，由于记忆CD8的优先扩增，过表达IL-7或IL-15的转基因小鼠具有增加的T细胞数量⁺CD44细胞^你好T细胞群^46,47在ACT治疗的pmel-1小鼠模型中⁴⁸与免疫补体宿主相比，细胞移植前的淋巴消耗增加了自身/肿瘤特异性T细胞的持久性，以及它们的效应功能和肿瘤退化^42,49在同时缺乏IL-7和IL-15的小鼠中，消融的有益作用被完全消除⁴²相反，当外源性给予这些细胞因子时，以及当使用缺乏重组激活基因2的小鼠去除竞争这些细胞因子的宿主淋巴细胞时，抗肿瘤反应增加(抹布2)和γ_c（c）⁴²这些研究结果表明，淋巴衰竭后ACT疗法疗效提高的一个关键机制是内源性淋巴细胞的短暂清除，内源性淋巴细胞是细胞因子的汇⁴².

阐明作为细胞因子汇起作用的特定内源性细胞成分对于理解淋巴衰竭增强基于ACT的治疗有效性的机制非常重要。在抹布1^{−/ −}老鼠（不同于抹布2^{−/ −}γ_c（c）^{−/ −}在缺乏B细胞和T细胞但有NK细胞的小鼠中，受照射者的肿瘤消退程度比未受照射者更大，而抹布2^{−/ −}γ_c（c） ^{−/ −}宿主，ACT治疗变得如此有效，以至于很难检测到辐射的影响⁴²这一发现，再加上对表达NK1.1的细胞的去除（使用NK1.1特异性抗体）可以提高ACT治疗肿瘤的疗效抹布1^{−/ −}老鼠⁴²，暗示NK细胞是细胞因子库效应的关键效应器，这一过程可能由IL-15介导，IL-15是NK细胞生存和增殖的关键细胞因子体内^50,51.

IL-2，另一种通过含γ受体发出信号的细胞因子_c（c）是一种T细胞生长因子，通常用于促进肿瘤特异性T细胞群的扩张和功能在体外和体内¹⁵。也许更重要的是，IL-2对维持外周自我耐受性至关重要⁵²IL-2或IL-2受体组分缺陷的小鼠自发发展为淋巴增殖性和自身免疫性疾病⁵²这些观察结果与T受损有关_规则-细胞内稳态与代谢适应性体内，而不是抑制功能，因为T_规则IL-2或IL-2Rα（CD25）缺陷小鼠的细胞在在体外抑制功能测定⁵³然而，最近的研究结果表明体内IL-2信号传导不仅对维持T_规则-细胞的“适合性”，也因为其抑制功能^54,55.过继转移的自身/肿瘤特异性CD8的抗肿瘤活性⁺尽管野生型小鼠和IL-2Rα缺乏小鼠的FOXP3数量相当，但它们的T细胞受到抑制⁺T型_规则细胞⁵⁴此外，用特异性抗体阻断IL-2Rα可诱导T细胞受损引起的深层自身免疫_规则-细胞功能，而不是消耗这些细胞⁵⁵这些结果表明体内T免疫调节_规则细胞可能在一定程度上是IL-2受体组分组成性表达的产物，IL-2受体对IL-2、IL-2Rα具有最高亲和力，并且其消耗IL-2（REFS）的能力增强^54,56). 因此，T的去除_规则淋巴细胞减少可能导致过继转移CD8的抗肿瘤反应性增加⁺T细胞，不仅通过消除直接的细胞抑制，而且通过增加IL-2的可用性。

贩运淋巴结的重要性

肿瘤免疫学家长期以来一直在寻求使T细胞特异性地向其肿瘤靶点运输^83,84据报道，淋巴细胞归巢分子CD62L的表达缺失和CD44表达的获得与过继转移T细胞的抗肿瘤作用增强有关^76,85然而，现在很明显，在肿瘤和病毒模型中，可以归属于次级淋巴结的T细胞在DC的有效刺激下，在过继免疫疗法中更有效^65,75,81事实上，肿瘤本身在触发有效免疫反应方面效率低下^65,81,86在缺乏外周淋巴组织和脾脏结构受损的宿主中，抗肿瘤反应被取消⁸¹此外，转移后，CD62L缺陷的自身/肿瘤反应性CD8⁺与CD62L充足的T细胞相比，T细胞抑制肿瘤生长的能力明显受损^65,81类似地，在异基因造血干细胞移植模型中，CD62L缺陷的T细胞在介导异基因应答方面的效果较差⁷⁸因此，效应器CD8中后期淋巴结归巢分子的表达下调⁺T细胞分化可导致其抗肿瘤能力受损。然而，T细胞必须位于淋巴结才能发挥作用的原则尚未在人类中确立。尽管缺乏淋巴结归巢分子的表达，但过继性转移CD62L⁻CCR7号机组⁻TIL公司⁸⁷约50%的患者能够植入、增殖并最终诱导客观反应^21,22.

共刺激分子与T细胞持久性

CD28表达下调标志着从早期效应器阶段过渡到中期效应器阶段。APC上CD28与CD80和/或CD86的相互作用增强T细胞受体（TCR）介导的T细胞活化和增殖⁸⁸CD28表达的T细胞分泌IL-2、诱导抗凋亡分子和加速细胞周期进展的报道^88,89CD28表达在基于ACT的临床试验中的作用最近已被详细研究。肿瘤特异性TIL表达低水平但可检测到的CD28（REF）。87). 细胞输注后，在循环肿瘤反应性T细胞上检测到CD28的立即和高表达，这表明CD28表达的快速上调或CD28的早期选择性扩增和存活⁺出现了T细胞群。对持续性和非持续性TIL克隆的分析表明，表达最高水平CD28的克隆型优先存活，这意味着具有早期效应表型的转移T细胞的存活优势^67,68.

共同刺激分子CD27的参与也可以增强TCR诱导的T细胞增殖，并且是产生和维持记忆性T细胞所必需的体内^90,91与晚期效应状态一致，缺乏CD27的T细胞已被证明具有强大的细胞溶解功能，并且分泌很少的IL-2（参考。75). 在pmel-1小鼠模型中，与表达高水平CD27（REF）的早期效应T细胞相比，过继移植后自身/肿瘤特异性晚期效应细胞在介导肿瘤退化方面的效果较差。65). 此外，可溶性CD27配体CD70的给药增加了体内CD8（CD8）⁺通过增加抗原特异性T细胞群的扩张和维持，T细胞对病毒感染和肿瘤挑战的反应，表明CD27的表达不仅是低分化T细胞的标志，而且对最佳免疫反应具有重要功能⁹²在临床领域，当IL-2被撤回时，在大量TIL人群中，有反应的患者与无反应的患者中，CD27表达细胞的频率和数量在统计学上存在显著差异⁹³ACT后，表达CD27的TIL的频率逐渐增加，并与应答患者肿瘤特异性T细胞数量的长期稳定相关⁸⁷这一结果和病毒研究的结果预测，表达CD27的T细胞选择性地持续存在体内，产生稳定的内存CD8⁺T细胞^87,94.

稳态细胞因子信号与T细胞持续性

增加获得稳态细胞因子的机会对于增强ACT对淋巴衰竭宿主的抗肿瘤反应至关重要^8,12,42稳态信号可以通过宿主中细胞因子的可用性和转移CD8表面细胞因子受体的表达水平来调节⁺T细胞。效应子CD8亚群表达IL-7Rα⁺T细胞可能识别出注定会成为长寿记忆细胞的前体⁸⁰IL-7Rα^低的自身/肿瘤特异性晚期效应剂CD8⁺转移到荷瘤小鼠的T细胞数量持续减少，诱导抗肿瘤反应的效果不如IL-7Rα^你好早期效应CD8⁺T细胞⁶⁵在患者中，在ACT时，IL-7Rα在所有TIL人群中均呈低水平表达，但在输注到持续增殖的肿瘤特异性T细胞表面后立即上调⁸⁷因此，IL-7信号似乎对ACT后肿瘤特异性T细胞的即刻和长期存活至关重要。

大多数用于ACT的TIL都弱表达IL-15Rα，与IL-7Rα不同，ACT后持续存在的肿瘤特异性T细胞没有上调IL-15Rα的表达⁸⁷然而，IL-15信号可能保持完整，因为APC和基质细胞可能发生IL-15的转呈⁹⁵.

扩大T细胞群的现行体外方案的修改

使用标准的快速扩增方案，选择用于转移的TIL，并使用CD3特异性抗体、高剂量IL-2和辐照的异基因饲养细胞将种群扩增约2周²²(图1). 这一过程导致肿瘤特异性CD8的分化⁺T细胞处于中间和晚期效应状态。限制在体外短时间的扩张期可能会显著提高转移的T细胞的“适应性”，因为更大比例的肿瘤反应性T细胞表达CCR7、共刺激分子和IL-7Rα，并且在生长的第一周内积极分裂⁹⁸问题是，这种适应性的提高是否可以弥补激活后不久生成的细胞数量的减少。

细胞因子通过TCR和共刺激分子与信号协同作用，可以作为T细胞增殖和分化的加速器或制动器⁷⁰IL-2已被证明是一种有效的T细胞生长因子，但具有不良作用，包括能够降低淋巴结归巢分子的表达，促进T细胞的末端分化，使其易于活化诱导的细胞死亡^65,99其他通过含有γ的受体发出信号的细胞因子_c（c），如IL-15，可以类似地诱导在体外肿瘤反应CD8的扩增⁺ACT的T细胞群^8,65,100IL-15支持与IL-2相似数量的T细胞生长，但不会像IL-2那样诱导有害的T细胞分化和凋亡^65,101,102在IL-15存在下扩增的T细胞群被证明具有较高的诱导肿瘤消退的能力体内对荷瘤小鼠进行ACT后，与在IL-2（REFS）存在下扩增的T细胞群进行比较^8,65,81). 其他通过含有γ的受体发出信号的细胞因子_c（c）以类似方式评估的（包括IL-7和IL-21）不能促进自身/肿瘤反应CD8的强劲增殖或分化⁺T细胞在体外，但与IL-2处理的细胞相比，它们具有更大的抗肿瘤功效体内（Hinrichs C.S.，未发表的观察结果）。相比之下，当细胞受到刺激时，未检测到接种患者的肿瘤反应性T细胞分化状态的差异体外在存在IL-2、IL-7或IL-15（REF）的情况下使用同源抗原。103). 使用人类细胞获得的结果可能反映了使用的抗原经历过的T细胞已经分化为中间和晚期效应器阶段，而不是小鼠研究中使用的原始群体¹⁰⁴事实上，在IL-21存在下刺激原始人类肿瘤反应性T细胞可诱导低分化CD28的优先扩增^你好CD45RO⁺同源抗原刺激后释放IL-2的T细胞群⁹因此，获得原始肿瘤特异性CD8的能力⁺T细胞可能对改善目前以ACT为基础的治疗方法至关重要。

这项工作得到了NIH NCI癌症研究中心的内部研究计划的支持。作者感谢NCI翻译免疫学团队的所有成员，尤其是M.E.Dudley、J.C.Yang、P.F.Robbins、R.A.Morgan、R.M.Sherry、M.R.Parkhurst、J.R Wunderlich和S.L.Topalian。