近幾年CAR-T因其在白血病等液體瘤上的巨大潛力，被認(rèn)為是最有前景的腫瘤治療方式之一，然而依然存在如免疫抑制微環(huán)境、T細(xì)胞效力不強(qiáng)及細(xì)胞毒性等難題制約著CAR-T功效的發(fā)揮。前兩期我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了CAR-T的基本知識，本期，我們就為大家介紹，CAR-T療法中影響T細(xì)胞功能（增殖能力和免疫功能）的一些小明星分子，如細(xì)胞因子IL-7、IL18、IL-21，IL15等在腫瘤免疫方面的功效。也許它們可以為CAR-T的效力提升打開新的一扇窗。

什么是細(xì)胞因子？

細(xì)胞因子（cytokine，CK）是一種主要由活化的免疫細(xì)胞分泌的、介導(dǎo)和調(diào)節(jié)細(xì)胞功能（免疫反應(yīng)、炎癥反應(yīng)、造血功能等）的小分子可溶性蛋白質(zhì)。根據(jù)功能不同，可被分為白細(xì)胞介素、干擾素、腫瘤壞死因子超家族、集落刺激因子、趨化因子、生長因子等幾大類。

細(xì)胞因子與腫瘤的關(guān)系

近年有實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：給腫瘤局部注射細(xì)胞因子IL-2，大量粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞被招募至腫瘤區(qū)域甚至是滲透到腫瘤內(nèi)部，致使發(fā)生強(qiáng)大的抗腫瘤作用，最終腫瘤退化。除此之外，一些其他的細(xì)胞因子如IFN- 、GMCSF等也可以誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞死亡，這提示CK在抗腫瘤領(lǐng)域具有的廣闊的應(yīng)用前景。

細(xì)胞因子與CAR-T的關(guān)系是什么呢？

目前腫瘤免疫療法CAR-T發(fā)展如火如荼，但是依然存在阻礙，如T細(xì)胞壽命短，效力不夠等，這些問題嚴(yán)重阻礙了CAR-T治愈腫瘤的功效，特別是在實(shí)體瘤根治上。鑒于細(xì)胞因子的抗腫瘤功能，不難想到，也許共表達(dá)這些細(xì)胞因子會解決這一難題，并有望成為攻克實(shí)體腫瘤的重要手段。

如第四代CAR-T：在第二/第三代CAR-T的基礎(chǔ)上共表達(dá)一些關(guān)鍵的細(xì)胞因子中就表現(xiàn)出了克服實(shí)體瘤免疫抑制微環(huán)境的能力。

以IL-12為例，系統(tǒng)注射IL-12會引起嚴(yán)重的炎癥副反應(yīng)，但是通過共表達(dá)IL-12的第四代CAR-T細(xì)胞來實(shí)現(xiàn)局部表達(dá)后，可以在腫瘤病灶處招募NK細(xì)胞，或者直接逆轉(zhuǎn)被耗竭的腫瘤浸潤性T淋巴細(xì)胞，從而有效克服腫瘤免疫抑制微環(huán)境。還有一些研究發(fā)現(xiàn)，在CAR-T細(xì)胞中共表達(dá)某些趨化因子，也可以增強(qiáng)CAR-T細(xì)胞的歸巢能力。

因此，嘗試著將具備重要免疫調(diào)節(jié)能力的細(xì)胞因子在CAR-T細(xì)胞中共表達(dá)，如IL-7、IL18、IL-21，IL15等細(xì)胞因子，很可能對T細(xì)胞的活性有很大的提升。

本期就先為大家介紹一下細(xì)胞因子IL-7的功能及與腫瘤免疫的關(guān)系。

人白細(xì)胞介素7（interleukin-7，IL7）是一種多效細(xì)胞因子，具有廣泛的免疫效應(yīng)。長期以來，對于IL-7的認(rèn)識一直處于影響B(tài)細(xì)胞和T細(xì)胞的生長、存活及分化[1]。但在近年來，某些研究表明IL-7在抗腫瘤方面有直接或間接的作用。下面就一起來看看IL-7的發(fā)現(xiàn)、功能及應(yīng)用。

IL-7的發(fā)現(xiàn) 1987年Hunt等人在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，1988年Namen等將其純化、克隆出來，命名為淋巴細(xì)胞生成素-1，同年被命為白細(xì)胞介素7。IL-7/IL-7R介導(dǎo)的經(jīng)典的信號通路如下圖一所示[4]：

IL-7與T細(xì)胞有什么關(guān)系呢？

1. 調(diào)控T細(xì)胞的發(fā)育

Ｔ細(xì)胞在胸腺發(fā)育過程中，受IL-7R 表達(dá)的調(diào)控。在TCR介導(dǎo)下也可重新誘導(dǎo)IL-7R 表達(dá)。如圖為：IL7/7R調(diào)控T細(xì)胞的發(fā)育。TCR信號持續(xù)，IL-7R信號受阻，分化為CD4+單陽性T細(xì)胞；TCR信號的終止，IL-7R信號傳導(dǎo)，分化為CD8+單陽性T細(xì)胞[5]。

2.促進(jìn)T細(xì)胞的增殖

研究發(fā)現(xiàn)，IL-7的表達(dá)與T細(xì)胞增殖密切相關(guān)。如用IL-7刺激新鮮T細(xì)胞，T細(xì)胞可劑量依賴性擴(kuò)增，包括CD4+和CD8+亞群；敲除IL-7R，T細(xì)胞會停止生長；轉(zhuǎn)入IL-7基因可促進(jìn)CD4+/ CD8+T細(xì)胞的增殖。但CD4+和CD8+T細(xì)胞對IL-7對有不同的應(yīng)答效果。IL-7對CD8+T細(xì)胞亞群的作用要強(qiáng)于CD4+細(xì)胞亞群[6, 7]。

如下圖，Lisa A等人在探究IL-7激活T細(xì)胞是否與誘導(dǎo)增殖有關(guān)實(shí)驗(yàn)中，通過給小鼠體內(nèi)注射IL-7，能夠誘導(dǎo)活化狀態(tài)下T細(xì)胞增殖，并且給藥時(shí)間越久，增殖倍數(shù)越大；并且IL-7注射時(shí)間大于4天后，CD8+T細(xì)胞亞群的增殖倍數(shù)要強(qiáng)于CD4+細(xì)胞亞群。

3.延長記憶性T細(xì)胞的存活時(shí)間

IL -7R 會選擇性地表達(dá)于初次免疫應(yīng)答中的小部分效應(yīng)T細(xì)胞，而后轉(zhuǎn)化為中樞性記憶性T細(xì)胞。并且IL-7對于記憶T細(xì)胞的存活尤為重要。而在淋巴細(xì)胞減少癥中，IL-15對于記憶性T細(xì)胞的作用可以被IL-7取代[8]。

4.抗腫瘤作用

早在1994年，McBride等人將重組人IL-7注射人纖維肉瘤小鼠的腫瘤基底部，發(fā)現(xiàn)IL-7能抑制腫瘤生長，甚至使部分小鼠腫塊完全消退[9]?。?！這是因?yàn)橹亟M人IL-7腹腔用藥能使正常或荷瘤小鼠脾、淋巴結(jié)中白細(xì)胞增多，表明外源性注射IL-7體可以誘導(dǎo)了機(jī)體抗腫瘤免疫機(jī)制。

David H. Lynch等人通過向特異性抗腫瘤的CTL細(xì)胞（細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞，一種特異T細(xì)胞，專門分泌各種細(xì)胞因子參與免疫作用；對某些病毒、腫瘤細(xì)胞等抗原物質(zhì)具有殺傷作用），培養(yǎng)基中添加IL-2/4/7，探討這3種細(xì)胞因子對CTL細(xì)胞抗腫瘤能力的影響。結(jié)果顯示IL7是最有效的；單獨(dú)或與低劑量的IL2組合，CTL的擴(kuò)增能力增強(qiáng)6-8倍；而只添加IL7時(shí)，抗腫瘤能力較對照組強(qiáng)4倍；單獨(dú)添加IL4或與IL2組合，抗腫瘤能力較對照組低于4倍[10]。

IL-7目前有哪些臨床應(yīng)用呢？

介于IL-7強(qiáng)大的免疫效應(yīng)，尤其是調(diào)節(jié)Ｔ細(xì)胞的增殖、維持其細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，并能增強(qiáng)T免疫應(yīng)答的能力等的功能，使得IL-7作為一種免疫調(diào)節(jié)因子越來越受到關(guān)注。

目前將IL-7應(yīng)用于免疫治療已進(jìn)入臨床并取得一定的療效，其中包括黑色素瘤和淋巴瘤、宮頸癌、結(jié)腸癌等等。

如M ller等人通過將IL-7修飾自體腫瘤疫苗，經(jīng)皮下注射給惡性黑色素瘤患者，發(fā)現(xiàn)所有患者均耐受瘤苗，副作用少。免疫監(jiān)測其中8例患者，發(fā)現(xiàn)殺傷T細(xì)胞數(shù)量顯著增多。只有其中2例在接種后1天出現(xiàn)低熱和輕度流感樣癥狀。

截止目前的臨床數(shù)據(jù)一致證明：IL7具強(qiáng)大的擴(kuò)增初始T細(xì)胞和抗腫瘤能力。并且其副作用少，患者可耐受。這為IL-7用于腫瘤治療提供了契機(jī)。

綜上，對IL-7用于腫瘤治療應(yīng)用前景予以期待

①制備第四代CAR-T細(xì)胞。傳統(tǒng)的二代、三代CAR-T細(xì)胞在體內(nèi)的存活時(shí)間較短，擴(kuò)增能力較弱。共表達(dá)IL-7可以延長CAR-T細(xì)胞的存活時(shí)間并提高擴(kuò)增能力和殺傷腫瘤的能力；

②制備更強(qiáng)大的免疫性能的瘤苗。將IL-7與其他生長因子(如B7)共同轉(zhuǎn)染瘤細(xì)胞，可提高瘤細(xì)胞的免疫原性，從而誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生更強(qiáng)的抗腫瘤作用；

③IL-7與其他細(xì)胞因子聯(lián)合使用。IL-2是目前公認(rèn)具有較強(qiáng)抗腫瘤作用的細(xì)胞因子之一，但是臨床應(yīng)用來的毒副作用較大，IL-7副作用少，因此可減少IL-2用量，以減輕毒副作用。

綜上所述，IL-7在腫瘤免疫方面發(fā)揮著巨大功效，如調(diào)節(jié)Ｔ細(xì)胞的增殖、維持其細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，并能增強(qiáng)T免疫應(yīng)答的能力等，相信若是IL-7恰當(dāng)?shù)貐⑴c到腫瘤免疫中，如共表達(dá)到CAR-T，也許會給CAR-T帶來不一樣的抗腫瘤的功效，讓我們拭目以待。

參考文獻(xiàn)：

[1].Two types of mouse T helper cell. IV. Th2 clones secrete a factor that inhibits cytokine production by Th1 clones..

[2].Reconstitution of a functional interleukin (1L)-7 receptor demonstrates that the IL-2 receptor y chain is required for IL-7 signal transduction.

[3].Carrette, F. and C.D. Surh, IL-7 signaling and CD127 receptor regulation in the control of T cell homeostasis. Seminars in Immunology, 2012. 24(3): p. 209-217.

[4].Nguyen, V., A. Mendelsohn and J.W. Larrick, Interleukin-7 and Immunosenescence. Journal of Immunology Research, 2017. 2017: p. 1-17.

[5].Heritable Gene Regulation in the CD4 CD8 T Cell Lineage Choice.

[6]. Human IL-7: a novel T cell growth factor..

[7]. Geiselhart, L.A., et al., IL-7 Administration Alters the CD4:CD8 Ratio, Increases T Cell Numbers, and Increases T Cell Function in the Absence of Activation. The Journal of Immunology, 2001. 166(5): p. 3019-3027.

[8]. Interleukin-7 mediates the homeostasis of na ve and memory CD8 T cells in vivo.

[9].Administration of recombinant human IL-7 to mice alters the composition of B-lineage cells and T cell subsets, enhances T cell function, and induces regression of established metastases..

[10].In vivo evaluation of the effects of interleukins 2, 4 and 7 on enhancing the immunotherapeutic efficacy of antitumor cytotoxic T lymphocytes.