2018年4月3日，《Immunity》以在線長文的形式發(fā)表了清華大學(xué)免疫學(xué)研究所董晨教授課題組題為《Co-inhibitory molecule B7 superfamily member 1 expressed by tumor-infiltrating myeloid cells induces dysfunction of anti-tumor CD8+ T cells》的研究論文。該論文深入研究了免疫調(diào)節(jié)點(diǎn)分子B7S1對(duì)抗腫瘤免疫反應(yīng)中的負(fù)調(diào)節(jié)功能， 揭示了腫瘤微環(huán)境中表達(dá)于抗原呈遞細(xì)胞的B7S1可啟動(dòng)CD8+效應(yīng)T細(xì)胞的衰竭過程，并且與PD-1抑制性信號(hào)一起協(xié)同地誘導(dǎo)T細(xì)胞衰竭，阻斷B7S1信號(hào)有望進(jìn)一步改善現(xiàn)有anti-PD-1免疫治療的療效。

近年來， 腫瘤免疫治療蓬勃發(fā)展， 已經(jīng)給人類徹底戰(zhàn)勝癌癥帶來了一線曙光。CD8+ T細(xì)胞是免疫系統(tǒng)攻擊癌癥細(xì)胞的主要利器。但是在腫瘤微環(huán)境里，CD8+ T細(xì)胞經(jīng)常會(huì)進(jìn)入機(jī)能缺陷或衰竭狀態(tài)，從而不能有效地阻止癌癥的進(jìn)展。腫瘤細(xì)胞表面上調(diào)的抑制性配體PD-L1（Programmed Death-Ligand 1）與CD8+ T細(xì)胞上PD-1（Programmed Death-1）的相互作用是介導(dǎo)T細(xì)胞衰竭的機(jī)制之一；阻斷PD-1/PD-L1通路的藥物在癌癥病人中療效優(yōu)于傳統(tǒng)治療手段，并已獲FDA批準(zhǔn)用于多種癌癥的治療。然而，在大部分癌癥類型中，只有小部分病人（20～30%）對(duì)anti-PD-1/PD-L1免疫治療產(chǎn)生應(yīng)答，非應(yīng)答者一般經(jīng)歷體內(nèi)T細(xì)胞功能短暫激活后疾病繼續(xù)進(jìn)展。因此，  腫瘤微環(huán)境PD-1可能與其他分子一起協(xié)同地促進(jìn)T細(xì)胞衰竭。

B7 superfamily member 1（B7S1），也稱B7-H4、B7x或VTCN1，在2003年被董晨、陳列平和James P. Allison三個(gè)實(shí)驗(yàn)室?guī)缀跬瑫r(shí)發(fā)現(xiàn)為T細(xì)胞的共抑制分子。B7S1過度表達(dá)于多種癌癥，因此有可能是腫瘤免疫治療的潛在靶點(diǎn)。在本項(xiàng)研究中， 董晨課題組首先在肝細(xì)胞癌（HCC）病人的臨床標(biāo)本中檢測(cè)B7S1及其受體的表達(dá)。在腫瘤微環(huán)境中，B7S1高表達(dá)于抗原呈遞細(xì)胞（APC），而它的潛在受體高表達(dá)于抗腫瘤效應(yīng)淋巴細(xì)胞，PD-L1則主要表達(dá)于腫瘤細(xì)胞上，而且HCC病人腫瘤中CD8+ T細(xì)胞的功能缺陷與B7S1（而非PD-L1）的表達(dá)水平相關(guān)。

接著，他們?cè)谛∈竽[瘤模型中進(jìn)一步驗(yàn)證B7S1在抗腫瘤免疫反應(yīng)中的功能。他們發(fā)現(xiàn)阻斷B7S1信號(hào)通路（B7S1敲除或anti-B7S1治療）可抑制小鼠HCC （Hepa1-6）和淋巴瘤（A20、E.G7）的進(jìn)展，在小鼠腫瘤中B7S1的受體（B7S1R）主要表達(dá)于CD8+ T細(xì)胞，而B7S1信號(hào)主要通過抑制APC和CD8+ T細(xì)胞的相互作用來實(shí)現(xiàn)免疫抑制。然后，他們利用E.G7小鼠模型來研究B7S1信號(hào)產(chǎn)生免疫抑制的機(jī)制。首先，他們分析了腫瘤中表達(dá)B7S1R的CD8+ T細(xì)胞的功能狀態(tài)。B7S1R隨著CD8+ T細(xì)胞向腫瘤浸潤或擴(kuò)增而上調(diào)，在第12天達(dá)到最高點(diǎn)后下降，并與PD-1（而非Tim-3）共表達(dá)。體內(nèi)表型分析和RNA-seq分析表明，PD-1+B7S1R+Tim-3-CD8+T細(xì)胞處于激活狀態(tài)，而PD-1+B7S1R-Tim-3+CD8+T細(xì)胞處于衰竭狀態(tài)。通過對(duì)比野生型小鼠和B7S1敲除小鼠的表型，他們發(fā)現(xiàn)阻斷B7S1信號(hào)通路可顯著提高腫瘤浸潤的CD8+ T細(xì)胞的數(shù)量和效應(yīng)功能，并抑制T細(xì)胞衰竭的進(jìn)程。體內(nèi)外功能性實(shí)驗(yàn)表明，與T細(xì)胞衰竭密切相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子Eomes直接參與B7S1信號(hào)介導(dǎo)的免疫抑制。

由于B7S1R和PD-1共表達(dá)于腫瘤微環(huán)境中的CD8+ T細(xì)胞，而且阻斷B7S1信號(hào)會(huì)導(dǎo)致PD-1的補(bǔ)償性上調(diào)，董晨課題組猜測(cè)B7S1和PD-1信號(hào)可能會(huì)共同促進(jìn)T細(xì)胞衰竭，同時(shí)阻斷這兩個(gè)通路可能會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)抗腫瘤免疫力。于是他們對(duì)比了anti-B7S1、anti-PD-1單獨(dú)用藥和聯(lián)合用藥在E.G7和Hepa1-6小鼠腫瘤模型中的抑癌效果，研究結(jié)果表明，anti-B7S1和anti-PD-1聯(lián)合治療可更顯著地抑制腫瘤生長。為研究聯(lián)合治療產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)的機(jī)制，他們對(duì)比了經(jīng)對(duì)照抗體、anti-B7S1、anti-PD-1和anti-B7S1+anti-PD-1治療的小鼠中腫瘤抗原特異性CD8+ TIL的染色質(zhì)開放區(qū)域（ATAC-seq）和轉(zhuǎn)錄組（RNA-seq）。CD8+ T細(xì)胞內(nèi)大部分表觀遺傳修飾、基因表達(dá)以及信號(hào)通路由B7S1R和PD-1共同調(diào)控，表達(dá)于同一種細(xì)胞類型的B7S1R和PD-1可能通過作用于共同的下游信號(hào)分子來協(xié)同地抑制抗腫瘤CD8+ T細(xì)胞的功能，為anti-PD-1免疫治療在癌癥病人中應(yīng)答率低的現(xiàn)象提供了理論依據(jù)。anti-B7S1和anti-PD-1治療可進(jìn)一步提高CD8+ TIL的效應(yīng)功能和增殖存活能力，因此，在臨床應(yīng)用中，anti-B7S1和anti-PD-1聯(lián)合用藥有望進(jìn)一步改善目前anti-PD-1免疫治療的療效。

董晨教授為本文的通訊作者，清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院博士生黎靜為該論文的第一作者，論文其他合作者還包括來自清華大學(xué)、美國安德森癌癥研究中心、美國西南醫(yī)學(xué)院、多倫多大學(xué)和中日友好醫(yī)院的研究者。該研究得到了北京市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)、國家自然科學(xué)基金委等的資助。(世聯(lián)博研(Bioexcellence)世聯(lián)博研Bioexcellence）