学术报告

研究文章标题：“TH17-inducing dendritic cell vaccines stimulate effective CD4 T cell-dependent antitumor immunity in ovarian cancer that overcomes resistance to immune checkpoint blockade”

研究作者及机构

本研究的主要作者包括Yan Luo、Barath Shreeder、James W Jenkins、Huashan Shi等，隶属于Mayo Clinic in Florida、University of Arkansas for Medical Sciences以及Mayo Clinic, Rochester等机构。研究成果发表于《Journal for Immunotherapy of Cancer》杂志，文章编号为2023;11:e007661，DOI:10.1136/jitc-2023-007661，接受日期为2023年10月12日。

研究背景

卵巢癌（ovarian cancer, OC）是一种女性高致死性癌症，其5年总体生存率仅为48%。众多研究显示，卵巢癌患者的免疫微环境在疾病进展中起到了决定性作用。特别是，IL-17和TH17 T细胞在肿瘤微环境中的存在与患者的改善生存率相关联。此前研究表明，TH17细胞能够通过引发适应性免疫来发挥抗肿瘤作用，但对于如何利用这种免疫机制特别在抗阻抗治疗中的潜力尚未完全清楚。因此，本研究旨在评估一种新的“TH17-inducing dendritic cell (TH17-DC)疫苗”是否能够有效增强TH17免疫，克服卵巢癌对免疫检查点抑制（immune checkpoint blockade, ICB）治疗的耐药性。

研究目标在于通过小鼠模型探索TH17-DC疫苗的治疗效果，明确CD4 T细胞在抗肿瘤免疫中的关键作用，并揭示肿瘤微环境的免疫机制。

研究流程与方法

本研究可划分为以下几个主要阶段：

1. DC疫苗的生成

• 研究对象：研究的DC疫苗由小鼠骨髓衍生树突状细胞（bone marrow-derived dendritic cells, DC）生成，实验设计中包括传统DC（CDC）疫苗和经过IL-15刺激、p38 MAPK抑制剂（SB203580）处理的TH17-DC疫苗。
• 疫苗生成过程：
  1. DC由小鼠骨髓细胞培养而成，添加并调节生长因子GM-CSF与IL-4。
  2. TH17-DC疫苗通过加入IL-15和p38 MAPK抑制剂进一步处理，这一方法抑制了IL-10和IL-12的分泌，同时显著上调MHC Class II与IFN-γ的表达。
  3. 最终通过肿瘤抗原（经ID8-SP17肿瘤细胞裂解产物制备）脉冲进行DC抗原加载。

2. 小鼠卵巢癌模型建立与疫苗注射

• 模型建立：研究使用C57BL/6J小鼠构建卵巢癌腹膜扩散模型，将ID8-SP17肿瘤细胞腹腔注射至小鼠体内。
• 疫苗注射：针对接种疫苗的小鼠，在接种疾病1周后启动疫苗治疗，每周注射一次，共进行10周（第一周为初次免疫，随后每两周进行强化免疫）。
• 对照设计：疫苗分组包括PBS对照组、CDC疫苗组、TH17-DC疫苗组，以及联合ICB治疗组（使用抗PD-1抗体）。

3. 实验手段与数据采集

实验采用了多种分子与细胞实验方法，包括但不限于免疫组化染色、流式细胞术（flow cytometry）、Western Blot、ELISA与Cytokine Array等，用于检测： - 肿瘤微环境中TH17细胞的数量； - IL-17、IL-10等细胞因子的分泌水平； - 抗肿瘤效应T细胞和抗原特异性抗体（尤其是高亲和力抗体）水平； - 肿瘤负荷（包括腹水中游离肿瘤细胞数量和肿瘤组织特异性标志物）。

研究结果与分析

1. 疫苗的免疫学效应与机制

• TH17-DC疫苗提高了小鼠腹膜肿瘤微环境中TH17细胞的数量，同时调节了髓系细胞的表型。
• 与CDC疫苗相比，TH17-DC疫苗显著增强了MHC Class II分子的表达及TH17细胞相关因子的分泌，包括IL-6、IL-1β和TGF-β。
• 在模型小鼠中，TH17-DC疫苗可有效引导肿瘤抗原特异性CD4 T细胞的激活，进而分泌IL-17并产生高亲和力抗体。

2. 疫苗对肿瘤负荷与小鼠生存率的改善

• 肿瘤负荷减少：TH17-DC疫苗能够显著降低腹腔游离肿瘤细胞（通过Ki-67和SP17免疫组化标记观测）的数量。
• 生存期延长：TH17-DC显著延长了肿瘤小鼠的中位生存期，达148天（对比CDC疫苗的84天；未接种组为60-80天）。
• CD4 T细胞而非CD8 T细胞被确认是疫苗效应的关键。

3. 联合ICB疗法的增益作用

• 抗PD-1单抗（ICB）联合TH17-DC疫苗治疗使中位生存延长至约一年，同时进一步改变肿瘤免疫微环境，显著增加了嗜酸性粒细胞（eosinophils）等颗粒细胞的浸润。
• TH17-DC疫苗克服了卵巢癌患者中ICB单药治疗因IL-10引起的免疫耐药问题。

4. 对关键免疫因子的探索

• 尽管疫苗诱导了IL-17相关免疫，但通过敲除IL-17A确定其对疫苗整体效应的非必要性，提示TH17细胞可能通过IL-17A之外的机制发挥重要抗肿瘤作用，例如分泌其他关键因子（如GM-CSF和细胞毒性粒酶）。

研究结论与意义

本研究从基础和应用两个层面证明了TH17-DC疫苗的潜力： 1. 科学价值：研究揭示了特异性TH17免疫在卵巢癌病程控制中的重要性，并明确了CD4 T细胞作为疫苗抗肿瘤效应的核心角色。 2. 应用价值：疫苗与ICB疗法的联合应用可能为晚期或高复发风险卵巢癌病例的治疗提供新思路，并拓展了抗PD-1技术应用于免疫原性较低肿瘤的新场景。

研究亮点

• 提出了以TH17免疫为靶点的卵巢癌疫苗概念，填补了CDC疫苗在诱导TH17免疫方面的不足。
• 在小鼠卵巢癌模型中证明疫苗显著增强了抗肿瘤适应性免疫，尤其是通过CD4 T细胞介导的机制。
• 联合ICB治疗显著增强疗效，克服了IL-10相关的免疫抑制。

研究不足与未来展望

尽管本研究展示了TH17-DC疫苗的良好前景，但研究局限性包括：仅基于单一小鼠模型，以及主要集中在腹腔扩散卵巢癌的治疗应用。未来期望在其他肿瘤模型及临床试验中进一步验证其有效性，探索相关分子机制，并结合其他免疫疗法实现更多突破。