肿瘤上的PD-L1（tPD-L1）是广为人知的抗肿瘤免疫反应拮抗剂，也是PD-1/PD-L1检查点阻断疗法较好的临床结果和生存率的生物标志物。然而，最近的研究表明，肿瘤微环境中其他免疫细胞上的PD-L1可能负责抑制细胞毒性T细胞。重新审视tPD-L1可能会如何影响结果，Klement和Redd等人研究了tPD-L1在转移中的作用，转移占人类癌症死亡率的90%以上。他们最近在《癌细胞》杂志上发表的研究结果表明，tPD-L1与髓系细胞（mPD-1）上的PD-1相互作用，从而限制了转移中细胞毒性T细胞的招募。

首先，研究人员将特异性抗原细胞毒性T淋巴细胞（CTL）与来自各种PD-L1+PDL2-肿瘤细胞系的PD-L1野生型（WT）或PD-L1敲除（KO）肿瘤细胞进行共培养，这些肿瘤细胞通常对检查点阻滞具有抵抗力。尽管在剂量依赖性的情况下观察到了抗原特异性的细胞毒性，但在WT和PD-L1 KO肿瘤细胞之间，T细胞的活化、PD-1上调、细胞毒性或杀靶细胞的能力方面没有差异。抗PD-1在这些共培养中也没有显示出差异效应，这表明tPD-L1不会直接保护肿瘤细胞免受CTL攻击。

为了测试在体内是否也是如此，Klement和Redd等人将WT和PD-L1 KO肿瘤皮下注射到小鼠体内，并显示两种原发肿瘤以相同的速率生长。为了研究转移模型，他们将少量4T1细胞原位移植到小鼠乳腺中，允许肺转移的自发发展，而无需切除原发肿瘤。在这个模型中，WT和PD-L1 KO原发肿瘤以类似的速率生长，但携带PD-L1 KO肿瘤的小鼠转移病灶减少。在另一个实验性肺转移模型中也观察到了类似的结果。

研究人员观察了PD-L1的其他来源，发现在原发肿瘤中，PD-L1+CD11b+细胞的数量比肺转移病灶中要增加。使用能够阻止表达PD-L1的肿瘤和免疫细胞的结合的抗PD-1，抑制了已建立的MC38-met肿瘤的生长，这种抑制依赖于宿主PD-1，表明髓系细胞表达的PD-L1（mPD-L1）解释了观察到的抗PD-1介导的原发肿瘤抑制，尽管确切的抑制机制仍不清楚。

回到4T1模型，Klement和Redd等人观察到，当tPD-L1缺失时，转移的肺部中CD3+ T细胞增加，但原发肿瘤中没有增加。在淋巴细胞缺乏的小鼠中，WT和PD-L1 KO肿瘤形成的转移病灶是相等的。类似地，MHC-I的遗传清除或CD8+ T细胞的抗体介导阻断也平衡了转移病灶，这表明tPD-L1通过限制T细胞介导的肿瘤控制在促进转移性肿瘤生长方面发挥作用。

考虑到tPD-L1对原发和转移性肿瘤的影响差异以及在体外观察到的直接CTL抑制活性的缺失，研究人员假设肺转移病灶中可能存在另一个因素，使得tPD-L1能够对CTLs产生间接影响。为了研究这一点，他们对WT和PD-L1 KO 4T1转移病灶的肺部进行了RNA测序，发现了涉及抗原呈递（B2m，Cd74，Tap1）、IFN反应（Stat1，BBst2，Irf2）和CTL招募（Cxcl9，Cxcl10，Cxcl11）的转录表达差异。此外，增强的I型IFN信号在PD-L1 KO设置中被确定为这些差异的驱动因素。

为了更好地理解tPD-L1如何抑制转移部位的IFN-I信号，研究人员对WT和PD-L1 KO肿瘤的肺部转移的CD45+白细胞进行了单细胞RNA测序。分析结果显示，尽管PD-1主要在T细胞中表达，但在一部分巨噬细胞/髓系细胞中也表达。令人惊讶的是，差异表达基因的分析显示，基因表达差异与巨噬细胞的转录改变相关，tPD-L1的丧失导致髓系细胞中Cxcl9和Cxcl10的表达显著增加，这些基因编码与CXCR3结合的趋化因子，以招募T细胞。相比之下，CTLs的转录变化很小。

尽管只有少部分髓系细胞表达PD-1，但研究人员确定了一个中心祖细胞亚群，分化为高或低IFN-I信号的两个分支。在携带WT肿瘤的小鼠中，髓系细胞分化朝向低IFN-I通路，这显示出抗原呈递机制和T细胞招募趋化因子的表达降低，并且与PD-1信号通过SHP2有关，这表明髓系细胞PD-1是tPD-L1的靶点。在PD-L1 KO肿瘤中，更多的髓系细胞能够分化为IFN-I高的群体，表达增加的抗原呈递机制和T细胞招募趋化因子。

通过一系列敲除和消耗实验，Klement和Redd等人证明，在转移部位，tPD-L1与mPD-1结合，诱导SHP2信号传导，抑制自主性IFN-I信号，引导髓系细胞分化。当打破这个机制时，IFN-I信号会增加，导致STAT1、MHC-I、MHC-II、CXCL9和CXCL10的表达增加。这些变化导致CTLs的增加浸润，这对于限制转移的发展是至关重要的。因此，tPD-L1通过在髓系细胞上的PD-1来限制CTLs，从而支持免疫逃避和转移。

为了评估这种机制在人类中的相关性，研究人员分析了患有转移性基底细胞癌并接受PD-1阻断治疗的患者数据。在高IFN-I信号的髓系细胞群中，与SHP2活性呈负相关。在PD-1阻断后，向这个群体的分化得到增强，导致IFN-I信号、抗原呈递和CTL招募趋化因子的产生增加，这表明在小鼠中发现的机制在人类中也是相似的。类似的结果在TNBC局部浸润性转移的数据集中得到验证，在这些数据集中，PD-1hi巨噬细胞与患者对治疗的反应呈正相关，而在接受尼伐木单抗治疗的黑色素瘤转移病灶中，高IFN-I信号的巨噬细胞与CTL浸润标记（CD8B）和细胞毒性活性的相关性呈正相关。这些结果在TCGA的所有肿瘤类型中得到验证。

此外，tPD-L1缺失标志物的表达增强，特征是抑制髓系细胞中SHP2活性，仅在对治疗有反应的患者中观察到，这表明具有增强IFN信号能力的PD-1/SHP2受抑制的髓系细胞祖细胞浸润的肿瘤可能在PD-1/PD-L1检查点阻滞治疗的反应中起到作用。在携带这些祖细胞的患者中，观察到晚期的而不是在初始时就有的生存益处，这表明PD-1阻断对这些患者群体的影响可能限制转移的生长并支持免疫治疗的持久反应。

综上所述，这些结果支持了一种机制，即tPD-L1在转移部位与mPD-1结合，激活SHP2来拮抗IFN-I-STAT1-CXCL9通路，限制CTL肿瘤招募并支持转移的发展。通过PD-1/PD-L1轴阻断释放这种机制，可能有助于通过预防转移性生长来促进治疗的长期疗效。

这周，主要作者刘克斌回答了我们的问题。

当只有肿瘤细胞和T细胞存在于微环境中时，肿瘤表达的PD-L1（tPD-L1）不会抑制细胞毒性T淋巴细胞（CTLs）的效应功能。此外，tPD-L1在促进原发肿瘤的免疫逃避方面没有显著作用。相反，tPD-L1激活髓系细胞PD-1（mPD-1）抑制通路，抑制肺转移中的I型干扰素（IFN-I）信号和CTL肿瘤招募。

其中最有趣的发现之一是，IFN-I在肺转移瘤中对CTL的肿瘤招募起着关键作用。IFNα是一种经过FDA批准的药物。我们计划开发一种基于纳米粒子的DNA治疗方法，强制肿瘤细胞表达IFNα，这可能是肺转移瘤患者的有效治疗方法。

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