免疫检查点阻断通过巨噬细胞复极化驱动肿瘤微环境中T细胞参与的机制研究

　　本研究针对免疫检查点阻断疗法响应率低的临床难题，通过多维度实验证实抗PD-L1单抗可直接诱导肿瘤相关巨噬细胞（TAM）复极化为促炎表型，增强其抗原提呈能力与CD8+ T细胞活化功能。研究发现联合抗PD-1/PD-L1治疗通过重塑TAM与T细胞相互作用模式，显著提升抗肿瘤免疫应答，为优化免疫联合疗法提供了关键理论依据。

　　

在肿瘤免疫治疗领域，PD-1/PD-L1免疫检查点阻断（ICB）疗法虽已取得突破性进展，但临床响应率始终徘徊在30%左右。这种治疗抵抗现象与肿瘤微环境（TME）的免疫抑制特性密切相关，其中肿瘤相关巨噬细胞（TAM）作为TME中最丰富的免疫细胞群体，扮演着双重角色——既可能促进肿瘤进展，又可能参与抗肿瘤免疫应答。传统观点认为TAM主要通过表达精氨酸酶1（ARG1）消耗T细胞活化必需的精氨酸，或通过物理阻隔阻碍CD8⁺ T细胞浸润，从而抑制免疫应答。然而，临床尝试靶向髓系细胞清除的策略收效甚微，这提示我们可能需要重新审视TAM在免疫治疗中的功能可塑性。

针对这一科学问题，由Jessica N. Lancaster领导的科研团队在《iScience》发表了突破性研究成果。研究人员通过整合活体成像、多组学分析和基因工程小鼠模型，揭示了PD-L1抗体直接作用于巨噬细胞并诱导其功能重编程的新机制，阐明了联合免疫治疗协同增效的细胞学基础。

本研究主要采用以下关键技术方法：1）建立B16-F10黑色素瘤和LLC肺癌的小鼠移植瘤模型，进行抗PD-1/RMP1-14和抗PD-L1/10F.9G2的体内治疗实验；2）应用双光子活体成像技术动态观测TAM与CD8⁺ T细胞的相互作用；3）通过Nanostring转录组分析和CyTOF质谱流式进行高维免疫表型解析；4）建立肿瘤条件性巨噬细胞（TCM）体外培养模型，评估PD-L1阻断对巨噬细胞功能的影响；5）利用LysM-Cre;Cd274^f/f髓系特异性PD-L1敲除小鼠和Pdcd1^-/-全身性PD-1敲除小鼠验证靶点特异性。

TAMs within checkpoint antibody-treated tumors make wide contact interfaces with infiltrating CD8⁺ T cells

联合治疗组肿瘤生长显著抑制，纳米字符串分析显示148个基因显著上调，涉及抗原提呈（Tap1/2, B2m）和NF-κB信号通路（Myd88）。免疫荧光显示CD8⁺ T细胞密度增加且与TAM距离缩短，28%的CD8⁺ T细胞与TAM直接接触。活细胞成像揭示联合治疗组TAM与T细胞接触界面增大，T细胞运动速度提升至10μm/min（对照组仅1.9μm/min），呈现活化特征。

TAMs within checkpoint antibody-treated tumors appear repolarized and reshape their morphology

流式分析证实联合治疗组CD45⁺免疫细胞浸润增加，CD8⁺ T细胞比例上升。虽然髓系细胞比例不变，但ARG1⁺ M2样TAM比例下降，MHC I/II表达显著上调。体外实验显示抗PD-L1处理的TCM形态向M1样促炎表型转变，球形度指数增加，与体内观察到的TAM形态改变一致。

TAMs and CD8⁺ T cells within checkpoint antibody-treated tumors display an activated phenotype

质谱流式分析鉴定出17个免疫细胞亚群，其中F4/80^hi TAM簇数量显著减少。CD8⁺ T细胞中TIM3⁺PD-1⁺耗竭亚群减少，而LY6C⁺干细胞样亚群增加，表明T细胞功能状态改善。

TCMs respond to anti-PD-L1 by increasing pro-inflammatory features

体外实验证实抗PD-L1单药即可下调TCM的ARG1表达，上调MHC I/II分子表达，并促进CXCL10（而非CXCL9）分泌。这种效应在与肿瘤细胞共培养时进一步增强，说明抗PD-L1可直接触发TAM的炎症重塑。

Anti-PD-L1 treatment increases phagocytic activity of TCMs

使用B16-OVA-GFP模型证实联合治疗组中吞噬肿瘤抗原并提呈SIINFEKL-MHC I复合物的TAM比例显著增加。pHrodo吞噬实验显示抗PD-L1增强TCM的吞噬能力，且该效应在PD-L1缺陷型TCM中消失，证明依赖于巨噬细胞自身的PD-L1表达。

Anti-PD-L1-treated TCMs activate CD8⁺ T cells in an antigen-specific manner

OT-I T细胞共培养实验表明，抗PD-L1处理的TCM更能促进初始CD8⁺ T细胞增殖和IFNγ产生，且这种活化依赖细胞直接接触（Transwell实验消除活化效应），证明TAM具有抗原特异性T细胞活化能力。

Macrophage repolarization and tumor control by dual PD-1/PD-L1 blockade is dependent on myeloid-specific PD-L1

体内治疗实验显示抗PD-L1单药虽能抑制肿瘤生长，但联合治疗效果最优。使用PD-1 KO小鼠发现联合治疗的疗效不依赖于T细胞PD-1表达，而在髓系特异性PD-L1敲除（LysM-Cre;Cd274^f/f）小鼠中，联合治疗未能诱导TAM的ARG1下调，证明巨噬细胞PD-L1是治疗响应的必要条件。

本研究突破性地揭示了免疫检查点阻断疗法调控髓系免疫的新机制：抗PD-L1抗体可通过直接作用于TAM表面的PD-L1分子，触发其向促炎表型复极化，增强抗原提呈能力和T细胞活化功能。这种巨噬细胞重编程与抗PD-1的T细胞直接活化效应形成互补，最终通过提升TAM与CD8⁺ T细胞在肿瘤微环境中的免疫突触效率，实现协同抗肿瘤效果。研究不仅解释了联合免疫治疗的协同机制，还为开发靶向髓系细胞的免疫治疗新策略提供了理论依据，对改善ICB治疗耐药具有重要意义。