《自然》子刊：中國科學家重大發現！一個抗體同時拯救癱瘓的NK和T細胞，將大幅擴大免疫治療適用人群

6 月 15 日，國家食品藥品監督總局（CFDA）批准免疫檢查點抗體藥物 PD- 1 抑制劑 Opdivo 在中國上市，用於治療成人的晚期或轉移性非小細胞肺癌 [1]。

中國正式邁入免疫治療時代，這絕對是會載入史冊的一天。

同樣值得銘記的，還有華人科學家陳列平，他在免疫檢查點抑制劑機制的闡述和臨床研究中做出重大貢獻，厥功至偉。

今天我們要介紹的是另一個華人科學家團隊在癌症免疫治療領域取得的重要成果。

本周二，國際頂級期刊《自然免疫學》刊登了中國科學技術大學田志剛、孫汭（rui）教授課題組的重要研究成果 [2]。

他們的研究成果在一定程度上解釋了為什麼有些患者對目前的免疫檢查點抑制劑治療不響應；更重要的是，他們的研究成果有望大幅擴大免疫檢查點抑制劑適用的患者群體。

本研究的第一作者是張清博士。

伴隨研究論文同期發表的評論性文章給予該研究非常高的評價，「檢查點抑制劑：自然殺傷（NK）細胞登場了」[3]。

免疫檢查點抑制劑的誕生，徹底改變了癌症的治療方式。

然而，醫生與科學家現在面臨的問題是，當前的免疫檢查點只能照顧到一小部分患者，大部分患者不能從中獲益。

這表明，腫瘤還有其他的抑制免疫系統的手段沒有被發現。

TIGIT（Tcell Ig and ITIM domain）就是其中一個新興的 NK 和 T 細胞共有的抑制性受體 [4]，腫瘤表面高表達的 CD155 一旦與 NK 和 T 細胞表面的 TIGIT 結合，它們對癌細胞的殺傷作用就被抑制[5]。

CD155 與 TIGIT 一結合 NK 細胞和 T 細胞全歇菜

近兩年，已有臨床前研究表明，阻斷 TIGIT 與 CD155 的結合，可以逆轉腫瘤內殺傷性 T 細胞的耗竭，並抑制腫瘤的生長 [6]。

因此開發靶向 TIGIT 的檢查點抑制劑或許可以彌補目前免疫檢查點抑制劑的不足。

不過，擺在科學家面前的問題是，靶向 TIGIT 的檢查點抑制劑抗癌背後的機制目前還模糊不清，這是開展臨床研究的絆腳石。

中國科學技術大學田志剛、孫汭教授課題組就解決了這個問題。

NK 的活性被腫瘤利用 TIGIT 壓制了

之前就有研究發現，在腫瘤的進展過程中，T 細胞表面的 TIGIT 表達是升高的 [6]。

在本研究中，研究人員發現，與腫瘤周邊的 NK 細胞相比，腫瘤內的 NK 細胞表面的 TIGIT 更多。

但是，對於同一個癌症患者而言，腫瘤周邊的殺傷性 T 細胞與腫瘤內的殺傷性 T 細胞在 TIGIT 的表達上，沒有顯著的差異。

在腸癌、乳腺癌等 4 種癌症模型中，大量的殺傷性 T 細胞和輔助性 T 細胞表面布滿了 PD- 1 或 CTLA-4，這很正常，意味著這些 T 細胞處於耗竭狀態，被腫瘤壓制了。

田志剛教授

只有一小部分 NK 細胞表面有 PD- 1 或 CTLA-4。

大部分 NK 細胞表面是 TIGIT，它們產生的γ干擾素、腫瘤壞死因子等抗癌因子的能力顯著下降，還表現出凋亡的狀態。

這就意味著，PD- 1 抗體或 CTLA- 4 抗體治療，有可能不能恢復大多數的 NK 細胞的戰鬥力。

那要如何拯救 NK 細胞。

幹掉 TIGIT，就能恢復 NK 細胞活力

既然 TIGIT 與 NK 細胞的耗竭和腫瘤的進展如此相關，那麼幹掉 TIGIT 能拯救 NK 細胞嗎？

於是研究人員把黑色素瘤細胞注射到 Tigit 基因缺失（所有細胞都不表達 TIGIT 了）的小鼠體內，效果很神奇。

與 Tigit 基因正常的小鼠相比，只有非常少的 Tigit 缺陷小鼠出現了肺轉移，Tigit 缺陷小鼠的總體生存率顯著延長。

他們發現，腫瘤浸潤殺傷性 T 細胞產生的腫瘤壞死因子變多了，只有非常少的殺傷性 T 細胞表面有 PD-1，絕大部分的 NK 細胞也在大量表達 CD107a、腫瘤壞死因子等抑癌因子。

看來真是 TIGIT 在搗亂！

由於這種系統性的幹掉 TIGIT，導致殺傷性 T 細胞裡面也沒有 TIGIT 了，所以這種良好的抗癌效果與 NK 細胞真的有關麼？可別是 NK 細胞「狐假虎威」了。

為了解決這個問題，他們又想了一招。

只把 NK 細胞裡面的 Tigit 基因敲掉，T 細胞裡面的繼續保留。

讓研究人員欣喜的是，這種小鼠模型的生存期也是顯著延長的。

與此同時，研究人員還構建了 T 細胞缺陷的小鼠，他們發現，即使是沒有 T 細胞，TIGIT 抗體仍舊可以逆轉 NK 細胞的耗竭，延緩腫瘤的生長速度，縮小腫瘤的體積。

上面的現象說明什麼呢？說明解除腫瘤利用 TIGIT 對 NK 和 T 細胞的抑制後，NK 細胞在抗癌大業中確確實實發揮了重要的作用。

而且就算沒有 T 細胞，NK 照樣可以抗癌，完全可以不依賴 T 細胞。

孫汭教授

讓研究人員意外的是，NK 細胞帶來的驚喜遠不止如此。

他們還發現，特異性的去掉 NK 細胞裡面的 Tigit 基因後，解放的不僅僅是 NK 細胞，腫瘤裡面表達 TIGIT 的殺傷性 T 細胞也顯著減少。

這說明，NK 細胞的耗竭會帶動殺傷性 T 細胞的耗竭，解放了 NK 細胞，同時也就解放了殺傷性 T 細胞。

原來我們一直認為 TIGIT 抗體直接逆轉了殺傷性 T 細胞的耗竭，現在才發現，這個過程可能是通過 NK 細胞完成的！

緊接著，研究人員用靶向 TIGIT 的抗體試了試，發現用 TIGIT 抗體阻斷 TIGIT 之後，腫瘤體積縮小，生存期顯著延長。

大部分 NK 細胞都在正常表達γ干擾素、腫瘤壞死因子等增強抗癌能力因子。

這意味著，腫瘤內 NK 細胞的耗竭，被 TIGIT 抗體逆轉了。

同時，殺傷性 T 細胞的抗癌能力也恢復了，γ干擾素、腫瘤壞死因子等的產生也正常了。

這意味著，TIGIT 抗體不僅能恢復 NK 細胞的戰鬥力，還能恢復殺傷性 T 細胞的戰鬥力。

一箭雙鵰啊。

TIGIT 抗體簡直帥爆了！

沒有 NK 的話，耗竭的 T 細胞也救不過來了

上面研究人員已經證實了，沒有 T 細胞的情況下，NK 細胞可以正常幹活。

鑒於 TIGIT 在 NK 和 T 細胞上都有，那麼如果沒有 NK 細胞，TIGIT 抗體還能起效嗎？

為了明確這裡面的關係。

研究人員又不辭辛苦地設計了沒有 NK 細胞的小鼠模型。

研究人員發現，當消除小鼠體內的 NK 細胞之後，注射到小鼠體內的黑色素瘤細胞很快就發生了肺轉移，大量殺傷性 T 細胞表達 PD-1，處於耗竭狀態，只有很少的殺傷性 T 細胞還能分泌抗癌因子。

讓研究人員吃驚的是，沒了 NK 細胞，用 TIGIT 抗體不好使了，沒了抗癌效果，甚至使用 PD- 1 抗體抗癌效果也不好了，即使二者聯用也不行。

這就糟了！原來殺傷性 T 細胞的抗癌效果如此依賴於 NK 細胞。

這是不是在一定程度上解釋了有些患者在使用 PD-1/PD-L1 抗體後，卻沒有效果呢？背後的原因，有可能是 NK 細胞處於耗竭狀態，但是沒有被挽救，所以挽救耗竭的 T 細胞也就沒什麼效果了。

總的來說這個研究首次證實了，NK 細胞在 TIGIT 抗體治療癌症中的不可獲取的重要作用。

明確了拯救耗竭的 NK 細胞的重要性。

TIGIT 抗體一阻斷，NK 和 T 細胞馬上讓癌細胞消散

另外，還有一點值得強調的是。

越來越多的研究證明，腫瘤突變負荷（TMB）是預測癌症患者是否響應免疫檢查點抑制劑治療的重要標誌物 [7，8]。

TMB 越大意味著腫瘤產生的新抗原越多，殺傷性 T 細胞發現癌細胞的幾率就越大。

而對於那些 TMB 很小的患者，由於新抗原很少，甚至沒有，殺傷性 T 細胞難以識別，所以這部分患者也很難從免疫檢查點抑制劑的治療中獲益。

巧的是，NK 細胞識別靶細胞是非特異性的。

就癌細胞而言，NK 細胞識別癌細胞是可以不依賴於新抗原的。

一旦把 NK 細胞也挽救回來了，即使腫瘤突變負荷低，免疫系統一樣可以對付腫瘤。

寫到這裡你肯定意識到了田志剛、孫汭教授課題組這個新發現的重要性。

27 個癌症類型中，腫瘤突變負荷（TMB）與抗 PD-L1 和抗 PD- 1 治療響應率之間的關係

如果這個研究成果這後續的臨床研究中被進一步證實，那麼很大一批原來對現在的免疫檢查點抑制劑不響應的患者，很可能從田志剛、孫汭教授課題組這個研究中獲益。

如果將 TIGIT 抗體與現行免疫檢查點抑制劑聯合使用，效果應該會更上一層樓。

參考資料：

[1]. http://cnda.cfda.gov.cn/WS04/CL2056/228364.html?from=singlemessage&isappinstalled=0

[2]. Qing Zhang, Jiacheng Bi. Blockade of the checkpoint receptor TIGIT prevents NK cell exhaustion and elicits potent anti-tumor immunity[J]. Nature Immunology, 2018.

[3]. Ana Stojanovic，Adelheid Cerwenka. Checkpoint inhibition: NK cells enter the scene[J]. Nature Immunology, 2018.

[4]. Yu X, Harden K, Gonzalez L C, et al. The surface protein TIGIT suppresses T cell activation by promoting the generation of mature immunoregulatory dendritic cells[J]. Nature Immunology, 2009, 10(1): 48-57.

[5]. Bi J, Zhang Q, Liang D, et al. T‐cell Ig and ITIM domain regulates natural killer cell activation in murine acute viral hepatitis[J]. Hepatology, 2014, 59(5): 1715-1725.

[6]. Johnston R J, Compsagrar L, Hackney J A, et al. The Immunoreceptor TIGIT Regulates Antitumor and Antiviral CD8+ T Cell Effector Function[J]. Cancer Cell, 2014, 26(6): 923-937.

[7]. Yarchoan M, Hopkins A, Jaffee E M, et al. Tumor Mutational Burden and Response Rate to PD-1 Inhibition[J]. The New England Journal of Medicine, 2017, 377(25): 2500-2501.

[8]. Le D T, Uram J N, Wang H, et al. PD-1 Blockade in Tumors with Mismatch-Repair Deficiency[J]. The New England Journal of Medicine, 2015, 372(26): 2509-2520.