胶质细胞瘤
（glioblastoma，
GBM
）
免疫治疗面临的关键阻碍是T细胞耗竭。T细胞耗竭指的是持续抗原暴露引起的T细胞效应功能逐渐缺失的分化状态。耗竭性T细胞分为
前体耗竭T细胞
（progenitor-exhausted T，
Tex-prog
）
和
终末耗竭T细胞
（terminally exhausted T，
Tex-term
）
【1,2】
。Tex
-
prog高表达PD-1和TCF1，呈现干细胞状态，其保留T细胞的多功能性和对免疫治疗的反应性
【2,3】
。Tex
-
prog可以继续分化为Tex
-
term，Tex
-
term高表达TOX、PD-1和TIM-3，并具有更强的细胞毒效应但寿命较短且不再自我更新
【4】
。因此，Tex
-
prog的维持是构建免疫治疗响应
肿瘤微环境
（tumor microenvironment，
TME
）
的重要因素
【3,5】
。既往研究认为肿瘤细胞抗原直接与T细胞相互作用促进T细胞耗竭
【6,7】
；与此同时，肿瘤浸润
肿瘤相关巨噬细胞
（tumor-associated macrophages，
TAMs
）
和
树突状细胞
（dendritic cell，
DC
）
【8,9】
。因此，T细胞耗竭分化的具体抗原刺激来源仍然不甚了解。
2025年1月14日，
Immunity
杂志在线发表美国杜克大学医学院病理系
Peter E. Fecci
研究团队题为
Antigen presentation by tumor-associated macrophages drives tumor-infiltrating T cells from a
progenitor exhaustion state to terminal exhaustion
的研究文章。
这项研究
揭示TAMs而非肿瘤细胞的抗原提呈介导肿瘤浸润T细胞从前体耗竭状态向终末耗竭状态分化，靶向TAMs促进前体耗竭细胞比例增加和免疫检查点抑制剂的反应性，为增强临床免疫治疗抗肿瘤提供新的策略。
首先，作者使用CT2A种植GBM模型确认GBM内Tex
-
term
（PD1
+
Ly108
-
TIM3
+
）
浸润较多而Tex
-
prog
（PD1
+
Ly108
+
TIM3
-
）
浸润较少。这表明GBM内
前体耗竭与终末耗竭比值
（progenitor exhaustion-to-terminal exhaustion ratio，
PETER
）
低，提示存在Tex
-
prog向Tex
-
term的分化。在其他实体肿瘤如黑色素瘤和肺肿瘤中也发现类似的表型。作者从肿瘤种植的9到21天的每隔3天监测TME内耗竭T细胞，进一步证实浸润CD8
+
T细胞在第15天到达峰值，而PD1
+
CD44
+
T细胞则逐渐增加至21天，且肿瘤内PETER值随时间显著降低。随后，作者对肿瘤分选的CD8
+
T细胞进行scRNA-seq检测，分析鉴定6群细胞，包括2群Tex
-
term
（Tex-term-early和Tex-term-late）
、1群Tex-int、1群Tex
-
prog、1群Xcl
+
-Tcm和1群初始样T细胞
（naïve like-T）
。Tex
-
prog表达效应基因
（
Ifnγ
和
Tbx21
）
、干细胞基因
（
Cd28
、
Il7r
和
Tcf7
）
而耗竭相关基因则较少；Tex-int则上调表达耗竭相关基因
（
Pdcd1
、
Tox
和
Entpd1
）
并下调效应
（
Klrg1
）
和记忆相关基因
（
Tcf7
和
Il2
）
；Tex
-
term表达细胞毒相关基因
（
Gzmb
、
Gzm
a和
Gzmk
）
；Tex-term-late则高表达耗竭相关基因
（
Pdcd1
、
Tox
、
Havcr2
和
Entpd1
）
并丢失
Tcf7
表达。类似的，KEGG分析发现Tex
-
prog富集迁移、分化、通讯和细胞因子/趋化因子反应通路，而Tex-term-late则富集细胞毒作用通路。拟时态分析和TCR-seq联合分析证实肿瘤内存在Tex
-
prog/Tex-int/Tex-term-late和Tex
-
prog/ Tex-int/Tex-term-early的发育路线。
随后，作者猜测抗原特异性的TCR激活诱导Tex
-
prog向Tex-term的分化。为此，作者构建CT2A表达TRP2抗原
（CT2A-TRP2）
并配合CT2A-TCR的CD8
+
T细胞或来自于OT1小鼠的CD8
+
T细胞过继实验进行验证。流式分析表明肿瘤CT2A-TCR的CD8
+
T细胞数量明显多于OT1对照CD8
+
T细胞，且CT2A-TCR的CD8
+
T细胞获得更高的Tex-term表型，表明
T细胞需要同源抗原刺进后分化为Tex-term。
作者首先思考是否肿瘤细胞与T细胞之间的抗原结合促进耗竭分化。但是，将肿瘤细胞的β2m敲除后并不影响Tex-term和Tex
-
prog的比例，表明T细胞接受的抗原信号并非来自于肿瘤细胞。之后，作者分析
抗原提呈细胞
（antigen presentation cell，
APCs
）
与T细胞之间的互作。胶质瘤内可能的APCs包括DC、单核细胞、TAMs和小胶质细胞。公共数据分析分析发现大量TAMs与CD8
+
T细胞结合，且TAMs占肿瘤免疫细胞的40%，提示TAM可能是最丰富的APCs。使用GFP标记的CT2A种植瘤发现单核细胞、TAMs、DC和小胶质细胞均具有吞噬肿瘤抗原的能力
（GFP
+
）
；另外，DC和TAMs相比于其他APCs具有更高的MHC-I分子表达；在OVA-CT2A种植胶质瘤后流式分析SIINFEKL加载的APCs，发现TAMs具有最高的SIINFEKL提呈。总之，
上述数据表明TAMs最有可能是TME中吞噬和抗原交叉提呈的APC。
为了直接证实TAMs对Tex
-
prog分化的作用，作者在CCR2
-/-
小鼠中种植CT2A胶质瘤并格外给予anti-CSF1R抗体。CCR2敲除配合anti-CSF1R抗体显著降低肿瘤内TAMs数量。与此同时，TAMs敲除小鼠肿瘤内PETER值明显增高，且Tex
-
prog数量与肿瘤内残存的TAMs数量强相关。值得注意的是，
DC和小胶质细胞敲除并没有类似的表型
。这种TAMs依赖的Tex
-
prog进一步分化在其他肿瘤内也存在。随后，在体外肿瘤来源的TAMs、肿瘤细胞和OT1来源T细胞共培养实验进一步证实TAMs直接促进Tex
-
prog向Tex-term的分化。这些数据表明
Tex-prog向Tex-term的分化并不依赖肿瘤细胞，而是TAMs介导的抗原交叉提成。
T细胞TCR信号单独刺激可能并不足以完成分化诱导，APCs与T细胞之间其他配体-受体信号是否发挥作用？作者在scRNA-seq数据中分析TAMs与Tex
-
prog之间的结合。分析发现TAMs表面分子涉及抑制
（PD-L1、SPP1和GALECTIN）
、刺激
（CD86）
、细胞黏附
（ICAM和JAM）
和迁移
（CXCL）
通路；相比于Tex-term，Tex
-
prog具有更高的细胞黏附
（
Itgb1
、
Itgb2
和
Itga4
）
、刺激
（
Cd28
）
和迁移
（
Cxcr3
）
分子富集。在人胶质瘤公共数据中使用CellChat发现CD8
+
T细胞具有更高的“传入结合”而较低的“传出结合”强度，提示CD8
+
T细胞接受信号；TAMs则具有相同的“传入结合”和“传出结合”强度，提示
TAMs的信息中心地位
。
最后，作者验证敲除TAMs引起PETER增加是否会增强免疫治疗的效果。为此，团队使用免疫治疗抵抗
（GBM）
和免疫治疗敏感
（MC38）
两种肿瘤模型。在GBM模型中，虽然TAMs敲除并没有促进α-PD1的响应性，但TAMs敲除和α-PD1联合显著增加肿瘤内PETER值；然而，在MC-38模型中，α-PD1的治疗效果在TAMs敲除后显著改善。总之，
这些数据表明通过TAMs敲除增加PETER值可以在免疫治疗响应肿瘤中获得更好的治疗效果。
综上所述，这项研究
揭示肿瘤内TAMs介导的抗原提呈促进前体耗竭T细胞分化为终末耗竭T细胞，进而降低肿瘤对免疫治疗的反应性，靶向肿瘤内TAMs-T细胞相互作用可能作为促进免疫治疗的新策略。
https://doi.org/10.1016/j.immuni.2024.11.026
制版人：十一
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