TLR7/8 信号激活：增强人多能干细胞衍生嗜酸性粒细胞在实体瘤免疫治疗中的潜力

时间：2025年3月2日

来源：Experimental Hematology & Oncology

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为解决嗜酸性粒细胞用于实体瘤免疫治疗的安全问题并增强疗效，研究人员激活 TLR7/8 信号，发现 R-iEOs 可降低肺内流入、增强抗肿瘤功能，为改善 CAR-T 细胞免疫治疗提供策略。

在癌症治疗的战场上，免疫疗法就像一把 “神奇的钥匙”，为攻克癌症带来了新的希望。其中，T 细胞免疫疗法对实体瘤的治疗效果，很大程度上取决于 T 细胞能否高效地浸润到肿瘤组织中。嗜酸性粒细胞（Eosinophils）作为免疫系统中的 “小卫士”，在招募 T 细胞进入实体瘤的过程中发挥着关键作用。此前研究发现，外周或肿瘤内区域嗜酸性粒细胞数量增多与更好的预后呈正相关，而且它在放疗过程中对清除 B 细胞非霍奇金淋巴瘤（B-NHL）的 CAR-T 细胞浸润也至关重要。

然而，这把 “钥匙” 还存在一些 “瑕疵”。一方面，天然的嗜酸性粒细胞数量有限，其来源受限大大阻碍了相关研究和应用；另一方面，将嗜酸性粒细胞用于治疗时，会存在潜在的安全风险。注入体内的嗜酸性粒细胞可能会大量涌入炎症状态的肺部，引发哮喘或其他严重的气道疾病，如高嗜酸性粒细胞综合征和气道高反应性，这就像给治疗带来了一颗 “定时炸弹”，随时可能引发危险。

为了攻克这些难题，来自北京大学的研究人员展开了一项意义重大的研究。他们将研究成果发表在《Experimental Hematology & Oncology》杂志上。该研究旨在探索一种既能降低嗜酸性粒细胞潜在安全风险，又能增强其在实体瘤免疫治疗中功效的方法，为癌症治疗开辟新的道路。

研究人员在本次研究中用到了多种关键技术方法。在细胞培养与诱导分化方面，培养了人化学重编程诱导多能干细胞（hCiPSCs）并诱导其分化为嗜酸性粒细胞（iEOs）；利用 RNA 测序（RNA-seq）及生物信息学分析技术，探究 R848 处理前后嗜酸性粒细胞的基因表达变化；借助流式细胞术，检测细胞表面及胞内分子的表达，分析细胞的特性；通过体内实验，建立多种小鼠模型，如肿瘤模型和过敏性气道炎症模型，观察细胞在体内的分布、浸润和治疗效果。

下面来看看具体的研究结果：

R-iEOs 的生成：研究人员基于以往研究，利用 hCiPSCs 成功诱导生成了 iEOs，且 iEOs 中 EPX 表达率近 95%。用 TLR7/8 激动剂 R848 处理成熟 iEOs 24 小时，得到 R848 激活的 iEOs（R-iEOs）。R848 激活未改变 CD45、SIGLEC-8 和 EPX 等嗜酸性粒细胞标记物的表达，但 CD11b 表达增加。
R-iEOs 在肺部的积累减少：研究人员建立过敏性气道炎症小鼠模型，给小鼠注射 DiR 标记的 R-iEOs 或正常 iEOs。结果发现，与注射正常 iEOs 的小鼠相比，注射 R-iEOs 的小鼠肺部 DiR 信号显著降低，减少了 71.5%；而在肿瘤部位，R-iEOs 的积累明显增加。这表明 R-iEOs 在过敏性气道炎症小鼠中，向肺部的募集减少，在肿瘤部位的积累增多。
R-iEOs 在肿瘤微环境中的浸润增加：给荷瘤小鼠静脉注射 DiR 标记的嗜酸性粒细胞，24 小时后进行成像检测。结果显示，R-iEOs 在肿瘤部位的 DiR 信号明显强于正常 iEOs，且在肝脏和肺部的积累低于正常 iEOs。这说明 R-iEOs 具有更强的向肿瘤部位募集的潜力。
R-iEOs 促进 T 细胞浸润到肿瘤中：给荷瘤小鼠先注射 R-iEOs 或正常 iEOs，24 小时后再注射 DiR 标记的 CD8⁺ T 细胞。研究发现，R-iEOs 与 T 细胞联合注射，能显著增强 T 细胞在肿瘤部位的浸润，且这种效果在较大的肿瘤中也能观察到。
R-iEOs 与 CAR-T 细胞联合显示出增强的抗肿瘤活性：在体内实验中，给小鼠皮下注射 HCT116 肿瘤细胞，再分别注射 R-iEOs、CAR-T 细胞或两者联合。结果显示，R-iEOs 与 CAR-T 细胞联合治疗组的肿瘤生长明显受到抑制，比单独使用 CAR-T 细胞治疗的效果更好。
R848 激活导致 iEOs 向 1 型极化：通过 RNA-seq 分析发现，R848 处理后的嗜酸性粒细胞呈现出与未处理细胞不同的转录状态，促炎细胞因子信号通路和趋化因子介导通路相关基因表达上调，Th1 免疫反应相关细胞因子如 TNF、IL6 等表达增加，Th2 细胞因子受体表达下降，这表明 R-iEOs 获得了 1 型极化的转录谱。
R-iEOs 上调趋化因子表达以招募 T 细胞：体外实验中，R-iEOs 的培养上清液中 CXCL10 释放量显著高于正常 iEOs。Transwell 实验证实，R-iEOs 与肿瘤细胞共培养的上清液招募 T 细胞的能力更强，且阻断 CXCL10-CXCR3 轴可显著降低这种招募能力。此外，R-iEOs 与 CD8⁺ T 细胞共培养，可增加 IFN-γ、TNF-α 等细胞因子的释放，且在 3D 肿瘤球模型中，R-iEOs 能增加 CD8⁺ T 细胞的浸润。

研究结论与讨论部分表明，该研究利用 TLR7/8 激动剂 R848 激活 hCiPSCs 来源的嗜酸性粒细胞，得到的 R-iEOs 在炎症条件下向肺部的流入显著减少，缓解了嗜酸性粒细胞应用的安全隐患；同时，R-iEOs 不仅优先在肿瘤中积累，还能促进 T 细胞浸润到肿瘤部位，增强了对肿瘤的抑制作用。这一研究为改善 CAR-T 细胞免疫治疗实体瘤提供了一种有前景的策略。不过，目前研究仍存在一些问题，如研究是基于小鼠模型，还需更多人体研究来评估安全性；未测量气道的病理变化等。未来，还需要进一步研究来解决这些问题，推动癌症免疫治疗的发展。