探討CXCL13與CD8 T細胞耗竭對於免疫調控劑治療在肝細胞癌角色

Abstract

2018年諾貝爾生醫獎得主Tasuku Honjo和James Allison，分別發現了anti-PD-1和anti-CTLA4應用於癌症病患上，對癌症患者帶來了前所未有的治療效果。然而，這一類免疫檢查點抑制劑的治療平均約只對2-3成的病患是有效的。另一方面，這一類治療藥物的價格相當昂貴，如何在治療前就能精準的預測其對藥物的敏感性，找到對於這類藥物治療的predictive markers，是目前臨床上急需解決的問題。實驗室過去透過肝癌病人在接受免疫檢查點抑制劑(anti-PD-1/anti-PD-L1)治療前所取得的腫瘤檢體進行分析，對比其治療之後的效果，找到與衰竭性CD8 T細胞是呈現高相關性，並且分析出其中的9個基因，是可以成功的預測肝癌病人在接受anti-PD-1/anti-PD-L1後的治療成果，其中包含了CXCL13。然而，衰竭性CD8 T細胞與CXCL13在anti-PD-1/anti-PD-L1治療的關聯與角色是不了解的。因此本論文主要目標分成三個部份：（1）建立體外(ex vivo)的方式，誘導出衰竭性CD8 T細胞；（2）了解衰竭性CD8 T細胞對免疫檢查點抑制劑(anti-PD-1/anti-PD-L1)的作用機制；（3）了解CXCL13在免疫檢查點抑制劑(anti-PD-1/anti-PD-L1)所產生之反應的機制。首先，我們以體外(ex vivo)的方式誘導出衰竭性CD8 T細胞，我們利用基因轉殖鼠―P14小鼠，因CD8 T細胞能專一性辨識gp33抗原，以體外的方式重複且長時間的刺激下，誘導出衰竭性CD8 T細胞，並利用相關markers定義衰竭性CD8 T細胞。進一步我們在功能性試驗上，進行細胞毒殺實驗，證明衰竭性CD8 T細胞與活化態CD8 T細胞相比，其具有較差的毒殺能力。接著我們更深入的與傳統體內獲得的衰竭性CD8 T細胞比較，證實有著相同的特性，並進一步發現anti-PD-1對腫瘤治療的效果是針對腫瘤微環境中的浸潤淋巴球，使其恢復活性，而達到治療的療效。在實驗中，我們發現了衰竭性和活化態CD8 T細胞，其CXCL13最主要的receptor―CXCR5會明顯上升，並且在migration assay上證實衰竭性和活化態CD8 T細胞都能被CXCL13所吸引，並且是有著劑量依賴性(dose dependent)的特性。我們在肝癌的臨床病人上發現腫瘤細胞會分泌CXCL13，並且CXCL13的分泌與anti-PD-1/anti-PD-L1的治療效果是呈現正相關。該研究結果證實，當腫瘤細胞分泌CXCL13時，吸引許多免疫細胞浸潤，並且在接受anti-PD-1的治療下，腫瘤浸潤的淋巴球恢復其活性，進而毒殺腫瘤細胞，使腫瘤明顯較小。