肿瘤淋巴结转移可诱导免疫耐受进而促进远端转移
前言
说到谈癌色变，人们怕的往往不是局部生长的肿瘤，还是肿瘤在生长后期发生的转移，这也是造成癌症患者死亡的主要原因之一。对于肿瘤的治疗，时间窗口是很关键的，如果能做到早筛早诊，将会大大提高患者的生存率。而实际情况却是很多癌症被发现时都是晚期，即已经发生了转移，因而错过了最佳的手术时间。深入探索肿瘤发生转移的前兆和背后的生物学机制一直都是肿瘤研究的重要方向，即便如此，我们仍然对肿瘤转移的了解知之甚少。
近日，由斯坦福医学院Edgar G. Engleman和Nathan E. Reticker-Flynn主导的研究团队，就肿瘤转移问题在Cell杂志上发表题为：Lymph node colonization induces tumor-immune tolerance to promote distant metastasis的重要研究成果。
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他们发现淋巴转移能力强的癌细胞株能上调MHC-I及PD-L1等干扰素诱导基因（ISGs）的表达，帮助肿瘤细胞逃避NK细胞及T细胞对肿瘤细胞的杀伤，进而成功定植淋巴结；实现淋巴转移的肿瘤细胞会促进调节性T细胞（Treg）分化，为远端转移营造免疫抑制的微环境，进而促进肿瘤远端转移。
下面Immugent就以这篇文章为主要内容，对肿瘤转移的重要问题进行解读。
主要内容
首先，作者将低转移性的黑色素瘤细胞B16-F0（母系低淋巴转移株）接种于小鼠皮下，收集淋巴结中转移的肿瘤细胞，再移植到新的小鼠皮下，循环九代不断收集淋巴结定植的肿瘤细胞再移植，如此得到在非引流淋巴结中定植能力不断增强的300株细胞（高淋巴转移株）。利用这一模型，作者发现无论是皮下还是淋巴结接种，与母系低淋巴转移株相比，接种高淋巴转移株小鼠肺转移明显增强。这些结果提示，小鼠在接种高淋巴转移株的肿瘤细胞，其远端转移能力显著增强。
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随后，研究人员对不同代高淋巴转移株进行RNA-seq发现，它们均上调ISGs，而下调细胞周期相关基因。进一步对这些细胞的ATAC-seq发现，ISGs的表达调控位点的染色质开放程度更高，这与此前报道的慢性干扰素暴露会诱导ISGs基因的表观遗传重编程相一致。在高淋巴转移株中敲除ISGs的核心转录因子Stat1后，淋巴转移能力显著下调。以上结果说明ISGs在黑色素瘤淋巴转移发挥重要作用。
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众所周知，调节性T细胞(Tregs)可发挥抑制T细胞的抗肿瘤反应，并表现出抗原特异性。研究人员发现发生LNs转移的肿瘤中Tregs的数量显著增加，这提示LNs 转移促进了其诱导Treg分化的能力。进一步的动物实验表明，缺乏Tregs的小鼠肿瘤生长动力学和 LNs 转移显著降低；此外，Tregs 的缺失还会导致肺转移的数量显著减少。
作者为了进一步研究淋巴结转移小鼠的LNs中是否可以产生肿瘤抗原特异性 Tregs，他们从原发亲本肿瘤伴或不伴LNs转移的小鼠LNs中分离出Tregs，并将相同数量的Tregs注射到荷瘤小鼠中，结果发现虽然受体小鼠的原发肿瘤大小没有差异，但接受 LNs 转移组织 Tregs 的小鼠有更多的肺转移。
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因此，这一结果表明来自淋巴结转移的 Tregs 比来自无淋巴结转移的小鼠的 Tregs 具有更大的促进远端转移的能力，这也提示淋巴结转移能够诱导产生抗原特异性 Tregs，而这些是抗原特异性的 Tregs 则可促进远端组织的转移。
为了确定诱导的Treg是否具有抗原特异性，将表达Ova的原发肿瘤植入小鼠体内，然后将表达Ova的LN8细胞植入小鼠的LN中。同时，进一步确定了这种抗原特异性是否对促进远处转移至关重要，将缺乏Ova表达的亲代或LN6肿瘤植入OT-II小鼠，其CD4+ T细胞表达仅识别Ova323-339的转基因TCR，然后再静脉注射B16-F0-tdTomato。与亲代肿瘤相比，携带LN6肿瘤的小鼠抑制肺转移增加，这表明CD4T细胞室识别肿瘤抗原对于促进LN肿瘤的远处转移是必要的。
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最后，作者将野生型同类CD45.1小鼠植入表达Ova的亲本或LN8肿瘤，并过继转移来自CD45.2OT-II小鼠和荧光报告基因CD45.2野生型小鼠的幼稚CD4+ T细胞。无论肿瘤类型如何，在LN内的CD45.2+细胞中检测到的Treg数量很少。同样，携带亲本肿瘤细胞的小鼠显示出最少的MHC-II-Ova-四聚体+CD45.2+Treg。相比之下，携带LN8肿瘤细胞的小鼠表现出增加的Ova特异性CD45.2+Treg数量，并且这种增加仅发生在可检测到LN转移的小鼠中。因此，LN转移能够优先诱导、扩大和维持肿瘤特异性Treg。总之，这些数据表明LN转移诱导抗原特异性初始CD4+ T细胞分化为Treg，这些抗原特异性Treg促进远处组织的转移播种。
展望
总的来说，这项研究解决了淋巴结转移领域的两个核心问题：1.原位肿瘤如何突破免疫细胞杀伤定植于淋巴结；2.淋巴结转移的肿瘤细胞是否有助于促进其进行远端转移提供了理论支持。具体来说，肿瘤细胞是提高上调MHC-I及PD-L1在内的ISGs，以逃避NK细胞和T细胞的免疫监视，从而促进从原位到淋巴结的转移。此外，淋巴结转移的肿瘤细胞还可以通过上调TGF-β，促进抗原特异性的Treg的分化以诱导肿瘤特异性的免疫抑制环境，进而促进肿瘤向远端器官的转移。
这项研究还引出另一个重要的临床问题：大量的临床数据表明，医生在对黑色素瘤患者进行周围淋巴切除术后，虽然可以暂时起到促进疾病局部控制的效果，但并不能提升病人的总生存期。这项研究提供的一个可能解释就是，在手术切除淋巴结之前，肿瘤淋巴结转移造成的系统性免疫抑制已经建立，淋巴结切除术并不能逆转这一免疫抑制状态。
事实上，引流淋巴结是离肿瘤最近的免疫细胞的前线阵地，它们的存在使得免疫系统能对肿瘤细胞及时做出反应，对肿瘤的免疫监控起到非常重要的作用。而对患者一味的进行引流淋巴结清扫术，会使其丧失后续对免疫治疗应答的能力。因此，临床医生在决定是否对肿瘤患者进行引流淋巴结清扫术时应当充分考虑这些因素。但是，什么样情况下适合对患者进行引流淋巴结清扫术？以及何时进行？这些都是未来研究肿瘤淋巴转移要回答的重要问题。
[参考文献]
Reticker-Flynn NE, Zhang W, Belk JA, Basto PA, Escalante NK, Pilarowski GOW, Bejnood A, Martins MM, Kenkel JA, Linde IL, Bagchi S, Yuan R, Chang S, Spitzer MH, Carmi Y, Cheng J, Tolentino LL, Choi O, Wu N, Kong CS, Gentles AJ, Sunwoo JB, Satpathy AT, Plevritis SK, Engleman EG. Lymph node colonization induces tumor-immune tolerance to promote distant metastasis. Cell. 2022 May 26;185(11):1924-1942.e23. doi: 10.1016/j.cell.2022.04.019. Epub 2022 May 6. PMID: 35525247; PMCID: PMC9149144.
