结直肠癌中自然杀伤细胞表型及功能初探

目的·初步探究结直肠癌(colorectal cancer,CRC)患者肿瘤组织中免疫微环境的组成,分析自然杀伤细胞(natural killer cell,NK细胞)在CRC中的比例、表型及功能特征。方法·收集CRC患者肿瘤组织及配对的癌旁组织和匹配的CRC患者外周血样本,消化组织制备成单细胞悬液,使用流式细胞术检测各类免疫细胞比例,通过t-SNE(t-distributed stochastic neighbor embedding)降维与统计学分析,描述CRC肿瘤免疫微环境的特征。运用流式细胞术检测肿瘤组织和癌旁组织中NK细胞表面活化分子的表达情况,包括CD16、CD27、CD69、晚期活化标志人类白细胞抗原-DR(human leukocyte antigen-DR,HLA-DR)、细胞耗竭标志T细胞免疫球蛋白与黏蛋白结构域3(T cell immunoglobulin domain and mucin domain-3,TIM-3)。运用流式细胞术探究CD38分子在NK细胞上的表达水平,描述CD38highNK细胞的表型特征。利用细胞刺激试剂盒激活NK细胞,通过流式细胞术胞内染色检测NK细胞的功能,包括细胞因子γ干扰素(interferon-γ,IFN-γ)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor,GM-CSF)的表达水平。结果·收集25例CRC患者肿瘤组织及配对的癌旁组织和15例匹配的CRC患者外周血样本。CRC肿瘤组织中包含T淋巴细胞、B淋巴细胞、NK细胞及髓系细胞等免疫细胞。与癌旁组织相比,肿瘤组织中T淋巴细胞(P=0.000)和髓系细胞(P=0.026)的比例显著升高,NK细胞(P=0.007)的比例显著降低,B淋巴细胞比例差异无统计学意义。与癌旁组织相比,肿瘤组织中NK细胞表面CD27(P=0.000)、CD69(P=0.001)表达水平显著降低,同时CD16(P=0.008)、HLA-DR(P=0.000)和TIM-3(P=0.024)的表达水平显著升高,呈现晚期活化和耗竭表型。NK细胞按CD38的表达水平可分为CD38highNK和CD38lowNK 2个亚群。与癌旁组织相比,肿瘤组织CD38highNK(P=0.003)比例显著降低,CD38lowNK比例差异无统计学意义。相比CD38lowNK,CD38highNK的CD27高表达,CD16、NKp46、CD57、CD94、HLA-DR和CD158a低表达(均P=0.000),处于早期分化和未活化的状态。肿瘤浸润的NK细胞与癌旁组织相比,分泌细胞因子IFN-γ(P=0.032)、TNF-α(P=0.042)和GM-CSF(P=0.019)的水平显著降低,表明NK细胞杀伤功能受损。结论·CRC患者肿瘤组织中NK细胞浸润减少,早期分化状态的CD38highNK细胞亚群下降,分泌细胞因子的能力下降并呈现耗竭表型。这些结果提示NK细胞在CRC中功能受损,介导的抗肿瘤免疫应答下降。

Galectin-9阳性肿瘤相关巨噬细胞在肌层浸润性膀胱癌中的表型、功能及临床治疗意义

目的·分析半乳糖凝集素9阳性肿瘤相关巨噬细胞(galectin-9^(+)tumor-associated macrophages,galectin-9^(+)TAMs)在肌层浸润性膀胱癌(muscle-invasive bladder cancer,MIBC)组织中的表型特征,探究MIBC微环境对galectin-9^(+)TAMs的调控作用,galectin-9^(+)TAMs抑制CD8^(+)T细胞反应的机制及其临床治疗意义。方法·通过流式细胞术检测MIBC与癌旁组织中galectin-9^(+)TAMs的表型特征。利用TCGA (The Cancer Genome Atlas)数据库筛选与LGALS9和LGALS9巨噬细胞基因集显著相关的细胞因子。用人重组细胞因子体外刺激巨噬细胞,分为人重组巨噬细胞集落刺激因子(recombinant human macrophage-stimulating factor,rh M-CSF)刺激组、人重组白介素-16 (recombinant human interleukin-16,rh IL-16)刺激组和人重组干扰素γ (recombinant human interferon-γ,rh IFN-γ)刺激组,并通过流式细胞术检测3组galectin-9表达情况。流式细胞术检测加入rh M-CSF中和性抗体后巨噬细胞表达galectin-9的情况。Anti-galectin-9抗体处理MIBC单细胞悬液后,通过流式细胞术检测TAMs的效应功能变化。分选癌与癌旁组织中galectin-9^(+)TAMs和人外周血CD8^(+)T细胞并进行体外共培养,通过流式细胞术检测CD8^(+)T细胞效应功能变化。采用anti-galectin-9抗体和程序性死亡受体1 (programmed cell death protein 1,PD-1)抗体单独及协同处理体外培养的肿瘤组织,通过流式细胞术检测肿瘤细胞凋亡及CD8^(+)T细胞效应功能变化。结果·Galectin-9^(+)TAMs高表达人类白细胞DR抗原(human leukocyte antigen DR,HLA-DR)、CD86、CD206和细胞程序性死亡-配体1 (programmed cell death-ligand 1,PD-L1),分泌IL-10和转化生长因子-β (transforming growth factor-β,TGF-β)增加,分泌肿瘤坏死因子-α (tumor necrosis factor-α,TNF-α)减少。TCGA数据库筛选结果显示,M-CSF、IL-16和IFN-γ与LGALS9和LGALS9巨噬细胞基因集的相关性最显著。用rh M-CSF、rh IL-16和rh IFN-γ体外刺激巨噬细胞,rh M-CSF刺激组中galectin-9的表达显著升高,加入中和性抗体后表达显著下调。阻断galectin-9后,TAMs表型从高表达抑制性分子向促炎症分子转换,其表面表达PD-L1显著下降。体外共培养galectin-9^(+)TAMs和CD8^(+)T细胞后,galectin-9^(+)TAMs能够抑制CD8^(+)T细胞的效应功能,该作用部分依赖于galectin-9。联合阻断galectin-9和PD-1后,肿瘤细胞凋亡比例、CD8^(+)T细胞的增殖能力和效应分子的分泌与单独阻断PD-1相比,均显著增多或增强。结论·Galectin-9^(+)TAMs具有免疫抑制表型和功能。肿瘤来源M-CSF诱导TAMs高表达galectin-9。Galectin-9^(+)TAMs抑制CD8^(+)T细胞功能从而促进MIBC免疫逃逸。联合阻断galectin-9和PD-1能够更有效地重激活CD8^(+)T细胞功能。