上海市第八人民医院

越来越多的研究表明，肠菌能够影响靶向PD-1通路的癌症免疫治疗，相关的益生菌和粪菌移植研究也在紧锣密鼓地进行中。不过，肠菌究竟有哪些手段来增强免疫治疗的“战力”，仍然有待查清。近日，一篇发表在《自然》期刊上的文章破解了肠菌强化免疫细胞的秘诀，还顺便挖出了个全新的癌症免疫治疗靶点RGMb。美国哈佛医学院的GordonJ.Freeman、DennisL.Kasper、ArleneH.Sharpe团队共同发现，一些肠道菌群可以下调树突状细胞上的PD-L2以及T细胞上的RGMb表达水平，从而解除PD-L2/RGMb通路介导的T细胞抗肿瘤活性抑制。通过补充肠菌，或者使用抗体药物治疗阻断PD-L2与RGMb之间的联系，可以增强小鼠对PD-L1/PD-1免疫疗法的反应[1]。和PD-L1一样，PD-L2属于免疫共抑制分子家族，主要在抗原呈递细胞（如树突状细胞、B细胞和巨噬细胞）及肿瘤细胞表面表达，是PD-1配体之一。当PD-L1或PD-L2与T细胞上的PD-1结合时，可以抑制T细胞的活化，降低免疫应答反应。近年来，针对PD-L1/PD-1相互作用的癌症免疫疗法在治疗各种类型癌症中取得了显著成功，与此同时，靶向PD-L2的治疗潜力也在探索中。在这项研究中，研究者们先是证明，健康人类或小鼠肠道菌群的存在，能够增强抗PD-L1抗体或抗PD-1抗体免疫治疗对结直肠癌小鼠（MC38）的抗肿瘤效果，促进CD8+和CD4+T细胞对肿瘤的靶向攻击，并提高T细胞的效能。为了知道肠菌在免疫细胞与肿瘤激战的过程中起到什么作用，研究者们对免疫检查点的表达状况进行分析。结果发现，肠道菌群可以调节部分细胞上的PD-L2表达水平。与肠菌被抗生素处理干净的小鼠相比，定植有健康人类肠菌的结直肠癌小鼠肠道和肿瘤引流淋巴结中的PD-L2水平降低。他们便推测，肠菌很有可能是通过减少肿瘤细胞表达PD-L2，来与抗PD-L1抗体免疫治疗协同作战的。在给植入肿瘤细胞后，拥有健康人类肠菌（HMB）的小鼠，部分细胞上PD-L2水平降低研究者们在癌症患者的肠菌中也发现了这些猫腻。粪菌移植实验结果显示，抗PD-1抗体治疗无效的黑色素瘤患者，其粪便被移植给结直肠癌小鼠后，与单一的抗PD-L1抗体治疗相比，抗PD-L1抗体和抗PD-L2抗体联合治疗显著改善了小鼠的抗肿瘤免疫反应，其总生存率提高。而定植有完全缓解的患者粪便的小鼠，凭借着不知名好心肠菌的庇护，只需要抗PD-L1抗体的治疗就可以，无需抗PD-L2抗体治疗来帮忙。免疫治疗后完全缓解的患者有某种肠菌在，不需要抗PD-L2治疗所以，这位不知名好心肠菌是何方神圣？经鉴定，研究者们找到了Coprobacilluscateniformis（C.cateniformis）。他们发现，通过抑制树突状细胞上的PD-L2表达，C.cateniformis在促进抗肿瘤免疫中起着关键作用。如果肠菌缺乏的小鼠在服用C.cateniformis的同时接受抗PD-L1抗体治疗，疗效与联合治疗差不多。当然，C.cateniformis的抗肿瘤效果还得依赖于PD-L2的存在。事情本该到此结案，即在PD-1通路调节T细胞活性的过程中，肠菌起到个压制PD-L2的作用，从而协助免疫治疗。但研究者们观察到，同时使用药物阻断PD-1和PD-L2，比单独阻断PD-1具有更好的抗肿瘤反应。这意味着，除了与为人熟知的老搭档PD-1合作，PD-L2还有其它办法来调节肿瘤免疫。RGMb分子引起了研究者们的注意。RGMb主要以其在神经系统发育中的作用而闻名，它也存在于T细胞的表面[2,3]。目前还没有确认RGMb是否参与调节T细胞介导的抗肿瘤免疫反应，不过有研究表明，PD-L2和RGMb分子结合可以调节肺部的免疫耐受性。在这里，研究者们发现，只要阻断PD-L2与RGMb的联系，就可以促进抗PD-1治疗或抗PD-L1抗体治疗的抗肿瘤反应。对于肠菌缺乏的患癌小鼠来说，与单独接受抗PD-L1抗体治疗相比，不管是使用抗PD-L2抗体，还是抗RGMb抗体，与抗PD-L1抗体联合治疗都能够抑制肿瘤生长，延长小鼠生存期。而拥有健康人类肠菌的患癌小鼠，联合治疗与单一的抗PD-L1抗体治疗效果差距不大。抗RGMb治疗可以提高肠菌缺失小鼠的抗PD-L1疗效进一步研究发现，健康肠菌竟然是两头拿捏，不仅会让树突状细胞少表达些PD-L2，同时也会让免疫细胞也少表达RGMb。与拥有肠菌的小鼠相比，肠菌缺失的小鼠肿瘤浸润CD8+T细胞中Rgmb转录水平要高出6.1倍，不过在其他免疫细胞亚群中的表达差异不显著。同样，在小鼠身上做粪菌移植的结果提示，与达到完全缓解的患者相比，在对癌症免疫疗法反应不佳的患者肠道内缺少像C.cateniformis这样的菌群，其打入敌人内部的肿瘤浸润T细胞上RGMb水平更高，从而导致其介导的抗肿瘤反应较弱。肠菌降低T细胞上的RGMb表达如此看来，借肠菌的光，咱似乎发现了个全新的治疗靶点。于是，研究者们对RGMb在抗肿瘤免疫中的作用机制进行了初步探索。利用小鼠实验，他们发现，抗RGMb抗体治疗可以增加肿瘤中CD4+和CD8+T细胞数量，提高CD8+T细胞与Treg细胞的比值，从而促进抗肿瘤免疫效应。此外，敲除T细胞中的RGMb也可以改善抗PD-L1抗体治疗疗效，提高T细胞中的IFNγ、IL-2、TNF表达水平。总体来说，研究者们揭示，靶向PD-L2/RGMb通路可作为潜在的有效策略来治疗对PD-L1/PD-1免疫疗法无反应的患者。而除了使用抗PD-L2抗体、抗RGMb抗体来阻断通路，定植C.cateniformis等肠道菌群也能够通过下调PD-L2和RGMb的表达，来增强小鼠的免疫治疗效果。这项研究结果表明，可以以小分子药物的形式给机体输送特定菌群，以提高免疫系统在对抗癌症中的战斗力。这为开发肿瘤免疫治疗策略提供了新思路，也为改善现有免疫治疗效果提供了可能性。参考文献：[1]https://www.nature.com/articles/s41586-023-06026-3[2]Xiao,Y.etal.RGMbisanovelbindingpartnerforPD-L2anditsengagementwithPD-L2promotesrespiratorytolerance.J.Exp.Med.211,943–959(2014).[3]Yu,S.etal.BlockadeofRGMbinhibitsallergen-inducedairwaysdisease.J.AllergyClin.Immunol.144,94–108.e11(2019).