Nat Rev | B細胞和三級淋巴結構作為腫瘤免疫環境和臨床結果的決定因素

原創?huacishu?圖靈基因?2022-04-07 07:03

收錄于話題#前沿分子生物學機制

撰文：huacishu

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1、作者回顧了原發性B細胞的表型異質性、TLS在其產生中的重要性，以及B細胞和TLS作為預后和預測性生物標志物的潛力；

2、作者還討論了正在探索的旨在增加腫瘤內成熟TLS形成、B細胞分化和抗腫瘤抗體產生的新療法。

法國巴黎大學Mikael?J.?Pittet教授課題組在國際知名期刊Nat Rev Clin Oncol在線發表題為“B cells and tertiary lymphoid structures as determinants of tumour immune contexture and clinical outcome”的論文。B細胞是腫瘤微環境的主要組成部分，主要與三級淋巴結構（TLS）有關。在成熟TLS中，B細胞克隆被選擇性激活和擴增，并經歷抗體分類轉換和體細胞突變。隨后，這些B細胞克隆分化成漿細胞，這些漿細胞可以產生IgG抗體，靶向腫瘤相關抗原。在沒有成熟TLS的腫瘤中，B細胞會轉化或分化為產生免疫抑制細胞因子的調節細胞。事實上，不同的腫瘤在TLS和B細胞含量上有很大差異。值得注意的是，與缺乏這些特征的腫瘤相比，具有成熟TLS、高密度B細胞和漿細胞以及存在抗體腫瘤相關抗原的腫瘤通常與有利的臨床結果和免疫治療反應相關。然而，多克隆B細胞活化也可導致免疫復合物的形成，從而觸發巨噬細胞和中性粒細胞產生促炎細胞因子。作者回顧了原發性B細胞的表型異質性、TLS在其產生中的重要性，以及B細胞和TLS作為預后和預測性生物標志物的潛力。還討論了正在探索的旨在增加腫瘤內成熟TLS形成、B細胞分化和抗腫瘤抗體產生的新療法。

單細胞技術以及經典免疫組織化學（IHC）和免疫熒光分析的使用，使人們能夠基于已達成普遍共識的表型標記物來識別人類腫瘤中許多不同的B細胞亞群（圖1）。事實上，B細胞是大多數癌癥TME的一個組成部分。在B細胞亞群中，如NSCLC、黑色素瘤、乳腺癌或腎細胞癌（RCC）患者所示，腫瘤中的原始B細胞很少。據報道，乳腺癌、腎細胞癌或頭頸部鱗狀細胞癌（HNSCC）患者中存在腫瘤浸潤性IgM記憶B細胞和開關記憶B細胞（圖1）。對三陰性乳腺癌（TNBC）和外周血單個核細胞樣本的分析表明，與血液相比，腫瘤含有較高比例的IgG+B細胞和較低比例的原始IgM+IgD+B細胞。在NSCLC、RCC、HNSCC、卵巢癌和前列腺癌中檢測到B細胞、漿母細胞和漿細胞（圖1）。最后，產生免疫抑制細胞因子的B細胞，如IL-10、IL-35或TGFβ，通常被稱為Breg細胞。盡管尚未就這種細胞類型的標記物達成共識，但據報道，在乳腺癌、肝細胞癌（HCC）、舌鱗癌、胃癌或前列腺癌患者的腫瘤TME中發現了Breg細胞（圖1）。

與TME中存在的其他免疫細胞相比，腫瘤內B細胞主要與TLS有關。B細胞可能直接被招募到腫瘤上，而不是通過TME內的TLS，盡管在沒有TLS的腫瘤中，這些細胞的豐度通常較低（圖2）。TLS是一種淋巴聚集體，包含與相鄰T細胞區接觸的B細胞區，可在不同的成熟階段進化。在未成熟的TLS中，T細胞和B細胞聚集，但既不存在B細胞濾泡，也不存在濾泡樹突狀細胞（FDC），其中的記憶性B細胞不會進一步成熟。這些不成熟的TLS被稱為早期TLS。TLS中存在的活化B細胞是增殖的，Ki67的表達證明了這一點（圖1）。因此，在具有成熟TLS的腫瘤中，B細胞的成熟、選擇和擴增可能發生在原位。TME應作為一個整體考慮，不僅要考慮其細胞組成，還要考慮其空間組織。腫瘤可以有一種免疫TME，它是“沙漠化的”（沒有T細胞和B細胞免疫浸潤），“排除的”（免疫細胞存在于腫瘤邊緣，但不能穿透腫瘤），“分散的”（免疫細胞浸潤整個腫瘤，但不能形成有組織的網絡）或“結構化的”（免疫細胞形成TLS，協調免疫細胞的激活、成熟和腫瘤內分布）（圖2）。

B細胞可以促進腫瘤生長的第一個證據來自于B細胞缺陷小鼠的實驗。具體而言，Ighm基因（編碼IgM重鏈）的基因失活導致B16黑色素瘤、EL4胸腺瘤和MC38結腸癌的生長減少。同樣，在纖維肉瘤和乳腺癌的小鼠模型中，通過注射抗IgM抗體消耗B細胞可以減少轉移的數量。缺乏免疫抑制性Breg細胞，導致抗腫瘤T細胞活性增強（圖3），被認為是這些發現的關鍵機制。這些數據顯然與使用B16黑色素瘤模型的研究結果相矛盾，該研究表明，使用針對pan-B細胞標記物CD20的抗體消耗B細胞會增加腫瘤生長。Breg細胞在癌癥中的作用仍然是一個新興的研究領域，并且由于沒有關于這種細胞類型的特定標記物的共識，因此一直存在爭議（圖1）。在非癌性疾病的研究中，Breg細胞通常根據其產生的免疫抑制細胞因子在功能上被定義，并可在體內由高水平的炎性細胞因子（如IL-1β、IL-6、IL-21或IL-35）誘導，或通過其典型激活受體（如BCR、CD40或Toll樣受體）觸發B細胞，這兩者都是TME中的相關機制。有趣的是，Ishigami等人報道，在人類乳腺癌中，CD25+IL-10+Breg細胞通常也存在于含有Treg細胞的聚集體中，與不含Breg細胞的Treg細胞相比，這些細胞類型的共存與更短的無轉移生存期相關。Wei等人還發現卵巢癌患者腹水中IL-10+Breg細胞和FOXP3+CD4+Treg細胞的豐度呈正相關。此外，他們報告了Breg細胞與IFNγ+CD8+T細胞的反向相關性，并表明B細胞衍生的IL-10在體外共培養實驗中抑制了CD8+T細胞產生IFNγ，表明Breg細胞可以抑制抗腫瘤T細胞反應。值得注意的是，在轉移性乳腺癌小鼠模型中，Breg細胞產生的TGFβ可使CD4+T細胞向Treg細胞表型分化，TGFβ也可使巨噬細胞向免疫抑制M2表型分化（圖3b）。Breg細胞除分泌免疫抑制性細胞因子外，還可能通過多種機制抑制抗腫瘤免疫。例如，有證據表明，表達高水平PD-L1的Breg細胞可能會導致黑色素瘤患者的T細胞衰竭（圖3b）。然而，Breg細胞在人類腫瘤中的作用尚不清楚，需要進一步的研究來定義可靠的Breg細胞標記物，以便在大量患者中進行識別和功能表征。B細胞的促腫瘤效應也歸因于它們產生的VEGF，促進血管生成（圖3b）。在這種腫瘤中，包括缺氧在內的各種因素可能會抑制成熟TLS的形成和完整的B細胞發育。事實上，在大腸癌患者中，不成熟的TLS與腫瘤復發風險增加、OS縮短以及HCC患者的癌癥進展相關。研究發現B細胞向產生抗體的細胞成熟，并產生IgG，形成免疫復合物，激活促炎癥、表達Fcγ受體（FcγR）的巨噬細胞，從而導致癌前和惡性病變中的慢性炎癥（圖3b）。這些發現與眾所周知的慢性炎癥在癌癥發展和進展中的作用一致。在肺癌模型中，免疫復合物激活補體也能維持慢性炎癥。免疫復合物還可能通過巨噬細胞誘導VEGF生成來增加促腫瘤血管生成（圖3b）。這些觀察結果支持成熟B細胞和抗體在促進癌癥生長中的作用，盡管尚未確定抗體是直接靶向腫瘤細胞，還是通過與TME中的其他靶點結合而形成免疫復合物。B細胞參與免疫反應發展的不同階段。如果提供所需的共刺激信號，天然（未加工）抗原與BCR的結合可激活B細胞增殖和向漿細胞分化，但也可誘導抗原結合BCR的內化。內化抗原被運輸到內體，在那里它們被降解成小肽，隨后暴露于MHC II類（MHC II）分子。攜帶肽的MHC II分子被運輸到細胞膜，并將抗原肽呈現給CD4+T細胞，啟動其激活（圖3a）。因此，B細胞可以是有效的抗原呈遞細胞（APC），尤其是當它們與記憶性CD4+T細胞非常接近時，如SLO和TLS。抗原肽呈遞給CD8+T細胞需要抗原通過胞漿途徑移位。這種現象稱為交叉呈遞，通常發生在可溶性抗原、免疫復合物或凋亡小體內化后的DC中。在非小細胞肺癌患者中，大多數腫瘤浸潤性B細胞被激活，并能夠在體外呈現誘導自體腫瘤內CD4+T細胞增殖的抗原。在卵巢癌患者中，腫瘤浸潤性B細胞也被發現表達參與抗原呈遞的細胞膜蛋白，不僅包括MHC II，還包括MHC I分子以及共刺激分子CD80、CD86和CD40。此外，已經觀察到一些B細胞與腫瘤相鄰TLS內的CD8+T細胞非常接近，這表明B細胞可以作為APC啟動CD4+T輔助細胞和細胞毒性CD8+T細胞的同源免疫激活。總之，這些發現可以被解釋為反映了B細胞和CD8+T細胞在抗腫瘤免疫中的直接合作。

越來越多的證據表明，癌癥治療對TME產生了深遠的影響，通常會導致淋巴細胞浸潤的長期增加，可能是通過誘導TLS來增強T細胞和B細胞對腫瘤的反應。這些治療包括免疫療法以及常規療法，如化療和放療。一些標準化療方案通過誘導ICD促進抗癌免疫反應，最終導致I型干擾素反應。事實上，多篇報道描述了在使用誘導ICD的化療藥物治療后，免疫細胞向腫瘤的浸潤增加。新證據表明，化療后發生的免疫重建伴隨著腫瘤內TLS的形成和B細胞的涌入。從機制上講，化療誘導C3裂解和CR2激活，導致CR2+B細胞表達ICOS-L，這些細胞在TLS中積累，有助于激活TH1細胞和細胞毒性T細胞。在138例上皮樣間皮瘤患者中，接受新輔助化療也與TLS的存在顯著相關，盡管TLS不能預測預后。盡管對接受化療的患者和未接受化療的患者進行了比較，而不是對接受不同方案治療的組進行比較，但這些發現表明，某些化療藥物可以誘導TLS（圖4）。因此，TLS誘導可能是在化療后重置腫瘤免疫浸潤的關鍵因素之一。局部放療可誘導MHC I和共刺激分子表達增加，并增加CD8+T細胞向人類腫瘤的浸潤。然而，放療誘導癌癥患者腫瘤內TLS形成的證據仍然缺乏，值得進一步研究。腫瘤內TLS的存在已被確定為對各種腫瘤類型的抗PD-1和抗CTLA4抗體反應的一個有希望的預測標志物，其中一些研究還顯示，在使用此類藥物治療后，TLS密度增加。因此，TLS可能參與ICI長期反應的啟動和維持。在對黑色素瘤患者的NIBIT-M4 I期試驗中的腫瘤樣本進行縱向分析時，觀察到在伊普利單抗與去甲基化劑聯合治療后，B細胞密度更高。此外，對PD-1和CTLA4阻斷黑色素瘤或腎細胞癌患者的腫瘤內TLS和CD20+B細胞密度高于無反應者；這種差異在治療早期樣本中比在預處理樣本中更為明顯，這與ICIs反應的其他相關因素有關。ICI治療可調節多種癌癥類型的免疫TME，腫瘤內B細胞是ICI誘導的重新激活抗腫瘤反應的關鍵因素（圖4）。因此，ICIs是與其他藥物結合誘導TLS和B細胞反應的良好候選藥物。幾項研究的數據表明，對免疫原性差的腫瘤類型患者進行治療性疫苗接種后，TLS的形成受到誘導。一項針對宮頸上皮內瘤變（CIN2/3）患者的研究表明，使用HPV16和HPV18的E6和E7蛋白肌肉注射治療性疫苗，可誘導腫瘤病變內克隆性T細胞的局部擴張，同時在基質中形成成熟的TLS。這些基質變化與參與免疫激活（CXCR3）和效應器功能（TBET和IFNB1）的基因表達增加有關。相比之下，未接種疫苗的患者的基質淋巴細胞浸潤是彌漫性的，很少組織成TLS。總之，這些研究表明，癌癥疫苗可以誘導腫瘤內TLS，同時增加免疫效應器功能和有利的臨床結果（圖4）。

TLS和B細胞已成為癌癥免疫反應中的關鍵角色，并因此成為免疫治療和免疫原性化療反應的生物標志物。這一領域的未來方向涉及兩個關鍵方面。首先，需要改進標準病理學實驗室中使用的技術，以便能夠簡單而可靠地檢測手術和活檢樣本中的腫瘤內TLS和B細胞，從而改進患者選擇和反應評估。通過常規HE染色可以檢測腫瘤樣本中的TLS和GCs。此外，免疫熒光分析能夠使用CD20、CD3和CD23標記的組合，對成熟TLS的標志物，即GC內的FDC網絡進行檢測。在了解成熟TLS發育和功能的調節以及TLS內控制B細胞和T細胞分化的因素（如FOXP3、CXCL13和BCL6）方面取得的進展將完善TLS分類。對與治療反應有關的B細胞亞群進行更精確的鑒定，將提供高特異性生物標記物和有關預測關聯的潛在機制的信息。值得注意的是，12個趨化因子基因評分也被用于使用轉錄組數據確定腫瘤內TLS的存在。識別成熟TLS的轉錄組學特征將非常有幫助，尤其是對于TME結構丟失的活檢樣本的分析。然而，未來幾年的一個主要挑戰將是使用非侵入性技術評估生物標記物，這對于長期監測患者以檢測疾病復發或進展尤其重要。在這方面，多模式技術的出現和B細胞克隆的BCR測序可以識別與臨床結果相關的新型血液生物標記物。高通量分析與腫瘤內TLS和B細胞群相關的循環趨化因子和細胞因子，以及它們與治療反應的相關性，可以補充生物標記物。其次，通過治療干預誘導TLS是一個令人興奮的研究領域。這一目標可以通過“經典”療法或通過腫瘤靶向輸送參與TLS形成和B細胞成熟的趨化因子和細胞因子的選擇性誘導來實現；LTα、LIGHT和CXCL13是明顯的候選者。從長遠來看，TLS可能通過生物材料的組織工程在體外構建，并與其他免疫療法同時植入患者體內（圖4）。這是一個全新的研究領域，幾乎沒有這方面的數據。然而，識別與免疫治療反應相關的B細胞克隆將為生成內源性抗腫瘤抗體庫提供寶貴的信息和材料，這反過來將有助于將這些抗體用作治療工具。這類研究需要時間，盡管卵巢癌的研究已經取得進展，這可能會開辟一個全新的免疫治療領域。

教授介紹

Wolf?H.?Fridman教授是法國巴黎大學醫學院的免疫學教授。他獲得了巴黎大學的博士學位。他于1976年創建了自己的實驗室，然后于1983年搬到居里研究所，目前擔任Cordeliers研究中心主任。Wolf?H.?Fridman博士的研究興趣一直集中在免疫系統在控制人類腫瘤中的作用，以及IgG抗體受體的生物學功能，包括通過基礎和翻譯方法。他和他的團隊確定了觸發IgG受體生物學功能的蛋白質參考。特別是，他鑒定并命名了ITIM基序，這是一種許多受體共有的抑制基序。他在癌癥免疫學方面的主要貢獻可以追溯到1969年，當時他與Fran?ois Kourilsky一起發表了第一篇關于急性白血病患者對自身癌癥的免疫反應的文章。然后，他重點分析了腫瘤微環境，并證明了以Th1為導向的免疫應答對控制宮頸癌臨床結果的有益作用。自2005年以來，Wolf H.Fridman的研究已經改變了宿主/癌癥相互作用的范式，證明考慮到結腸直腸癌中免疫浸潤的功能、位置和密度的“免疫環境”是人類癌癥的主要預后因素。這些發現為有效預測和治療癌癥的免疫工具開辟了道路。

參考文獻

Fridman WH, Meylan M, Petitprez F, Sun CM, Italiano A, Sautès-Fridman C. Bcells and tertiary lymphoid structures as determinants of tumour immunecontexture and clinical outcome. Nat Rev Clin Oncol.2022;10.1038/s41571-022-00619-z. doi:10.1038/s41571-022-00619-z