非酒精性脂肪肝中T细胞的异常活化导致了免疫监视受损

非酒精性脂肪肝(Nonalcoholic steatohepa-titis,NASH)是一种较常见的慢性肝病, 组织学特点类似于酒精性肝病,主要包括肥胖、胰岛素抵抗、代谢紊乱等特征,是与肥胖相关的全身代谢病,可导致癌症。



2021年3月24日,欧洲多国团队合作在《Nature》杂志发表了题为”NASH limits anti-tumour surveillance in immuno-therapy-treated HCC”的文章。这篇文章通过动物实验和肝癌患者的临床分析,发现CD8 T细胞参与诱导非酒精性脂肪肝导致的肝癌。更进一步研究表明,晚期肝癌患者的Meta分析显示免疫治疗并没有显著改善非酒精性脂肪肝导致的肝癌,作者认为可能的原因是非酒精性脂肪肝中T细胞的异常活化导致了免疫监视受损。

在这项研究中,研究员用导致进行性肝损伤和NASH的饮食喂养小鼠3-12个月成功建模。白细胞的单细胞图谱显示NASH小鼠的免疫细胞组成发生改变,CD8+PD1+细胞数量显著增加。同样,在NASH17基因小鼠模型中发现CD8+和PD1+细胞数升高。mRNA原位杂交和免疫组织化学显示,肝细胞和非实质细胞中PDL1表达增加与NASH的严重程度相关。NASH受影响肝脏中CD8+PD1+T细胞的质谱特征表明,参与持续T细胞活化和分化、TNF信号和自然杀伤(NK)细胞样细胞毒性的途径中富集。对NASH小鼠肝脏中表达T细胞受体β链(TCRβ)的细胞进行单细胞RNA测序(scRNA-seq)表明,CD8+T细胞具有与细胞毒性和效应器功能相关的基因表达谱(例如Gzmk和Gzmm)和具有高耗竭特征的炎症标记物(例如Ccl3)。RNA-velocity分析显示,自表达CD8+到CD8+PD1+T细胞的转录活性和分化增强,提示局部分化。因此,NASH小鼠肝脏CD8+PD1+T细胞丰度增加,具有衰竭和效应功能。

a. 免疫组化法检测正常饮食(ND)、CD-HFD和西式反式脂肪饮食(WD-HTF)小鼠T细胞的CD8和PD1染色(右)和定量(左)。b. 基于免疫荧光的PD1(绿色)、CD8(红色)和CD4(黄色)细胞检测。c. 质谱法分离TCRβ+细胞的肝CD8+PD1+T细胞GSEA。FDR,错误发现率;NES,标准化富集分数。TCRβ+细胞的d-f、t-分布随机邻近嵌入(tSNE)、scRNA序列差异表达(e)和实验方案(f):小鼠喂CD-HFD 13个月,然后用抗PD1治疗8周,然后测量肿瘤发生率。g. CD-HFD治疗组和未治疗组小鼠的肝脏。箭头:肿瘤或病变。h. 免疫组化法定量检测肝脏CD8+细胞。


NASH中大量的T细胞表明抗PD1靶向免疫治疗可能是治疗NASH-HCC的有效方法。喂食胆碱缺乏高脂肪饮食(CD-HFD)13个月的C57BL/6小鼠中,30%的小鼠发生了肝肿瘤,其遗传改变与人类NAFLD-HCC或NASH-HCC相似。携带HCC的NASH小鼠(通过MRI鉴定)被分配到抗PD1免疫治疗或对照组。在抗PD1治疗后,所有已存在的肝肿瘤均未消退。相反,研究者观察到抗PD1治疗后肝纤维化增加,肝损伤不变,肝癌发病率略有增加,肿瘤负荷和大小不变。在抗PD1治疗的小鼠中,肝肿瘤组织含有更多的CD8+/PD1+T细胞和高水平表达Cxcr6或Tnf mRNA的细胞。抗PDL1免疫治疗后NASH诱导的肝癌没有消退。相比之下,其他(非NASH)肝癌小鼠模型(伴有或不伴有损伤)对PD1免疫治疗有反应,伴有肿瘤消退,表明免疫治疗缺乏反应与NASH–HCC特别相关。因此,NASH排除了HCC免疫治疗中有效的抗肿瘤监测。类似地,在NASH和继发性肝癌的小鼠模型中也描述了免疫治疗受损。



在NASH诱导的HCC临床前模型中,以程序性死亡-1(PD1)为靶点的治疗性免疫治疗使肿瘤内活化的CD8+PD1+T细胞扩增,但并未导致肿瘤消退,提示肿瘤免疫监视功能受损。当给予预防性治疗时,抗PD1治疗导致NASH-HCC的发病率增加,肿瘤结节的数量和大小增加,与肝CD8+、PD1+、CXCR6+、TOX+和TNF+T细胞增加相关。抗PD1治疗引发的HCC增加可通过CD8+T细胞的耗竭或TNF中和来阻止,这表明CD8+T细胞有助于诱导NASH-HCC,而不是增强或执行免疫监视。在NAFLD和NASH患者的肝CD8+PD1+T细胞中发现了相似的表型和功能特征。研究员对1600多名晚期肝癌患者进行PDL1(程序性死亡配体1)或PD1抑制剂检测的三项随机III期临床试验的Meta分析显示,免疫治疗不能提高非病毒性肝癌患者的生存率。在另外两个队列中,接受抗PD1或抗PDL1治疗的NASH驱动的HCC患者与其他病因的患者相比,总生存率降低。总的来说,这些数据表明非病毒性HCC,尤其是NASH-HCC,对免疫治疗的反应可能较低,可能是由于NASH相关的异常T细胞活化导致组织损伤,导致免疫监视受损。



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