在癌症免疫治疗领域,CD8⁺ T细胞在肿瘤内部的快速扩增能力一直被认为是治疗成功的关键。然而,是什么驱动了这种“爆发性增殖”,以及如何预测哪些患者能够从中受益,仍是未解之谜。破解这一问题,有望帮助科学家开发出能增强免疫反应、提升疗效的新型治疗方案。
东京理科大学团队开发纵向追踪新方法
近日,日本东京理科大学生物医学科学研究所的上羽聪史副教授与松岛纲治教授领衔的国际团队在《自然通讯》(Nature Communications)发表重要研究成果。他们研发出一种可随时间动态监测CD8⁺ T细胞活性的创新技术,揭示了T细胞在肿瘤环境中扩增的全过程,并首次描绘了其扩增模式与治疗反应之间的联系。

“过去我们只能在某个时间点观察T细胞的状态,缺乏纵向监测手段,”上羽教授表示。“现在,我们能够实时追踪T细胞在免疫治疗下的变化,这为理解免疫疗法为何成功或失败提供了新思路。”
“多部位肿瘤模型”揭示T细胞动态轨迹
研究团队在小鼠体内建立了一个多部位肿瘤模型,在不同解剖位置植入肿瘤,便于进行周期性采样。通过利用T细胞受体(TCR)序列作为天然“条形码”,科学家成功地追踪了数百个CD8⁺ T细胞克隆在一周内的增减趋势,首次实现了在克隆水平上观察免疫反应的动态演化。
结合单细胞RNA测序与TCR测序技术,研究人员发现,那些即将扩增的T细胞在增殖前会启动一组特定基因表达模式。团队将这一独特的基因组合命名为——“扩增特征(Amplification Signature)”,它能准确识别出具有生长潜能的T细胞。
“扩增特征”成为免疫疗法反应预测新标志
进一步研究发现,无论小鼠是否接受免疫治疗(包括PD-L1、CTLA-4或LAG-3检查点抑制剂),这种“扩增特征”都能有效预测T细胞是否会大量增殖。
更令人振奋的是,在接受PD-1抑制剂或CAR-T疗法的人类患者中,表达该扩增特征的T细胞与更好的生存预后显著相关。这意味着,“扩增特征”不仅是实验室标志,更可能成为泛用型免疫疗法生物指标,帮助医生评估治疗效果。
再激活潜能:LAG-3阻断带来突破
研究还揭示,虽然T细胞的扩增特征会在免疫反应减弱时逐渐消退,但肿瘤内部仍残留少量具有再度增殖潜能的T细胞亚群。当研究团队施用LAG-3阻断剂后,这些“沉睡”的T细胞重新被激活,扩增特征再次出现,表明免疫系统仍可被“唤醒”。
为个体化免疫疗法提供新思路
上羽教授表示,这一发现为精准预测患者免疫反应提供了关键工具,也为重新激活衰竭T细胞提供了新的策略。“我们希望‘扩增特征’未来不仅能作为疗效预测指标,还能用于指导新药研发,让医生在免疫系统开始衰退时及时干预。”
研究团队认为,通过调控T细胞的增殖动力学,有望实现既能放大治疗效果,又能减少副作用的精准免疫调节。
结语:迈向下一代免疫疗法
这项研究捕捉到了癌症免疫治疗成功背后的核心机制——T细胞的动态扩增。通过发现并验证能够预测和重启T细胞活性的关键基因特征,科学家为实时监测和优化免疫疗法提供了全新工具。这不仅让个性化免疫治疗更近一步,也为新一代免疫动力学药物的开发铺平了道路。








