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Science | 不只解除T细胞抑制:新研究把肿瘤免疫治疗的焦点推向cDC1

来源:生物探索 发表时间:2026-07-16 阅读:0
7月9日,《Science》的研究报道“The CARM1 epigenetic enzyme inhibits cross-presenting dendritic cell function in cancer immunity”,研究人员发现,表观遗传酶CARM1会选择性压制Ⅰ型常规树突状细胞(type I conventional dendritic cell,cDC1)的抗原交叉呈递;阻断CARM1,则可能同时增强肿瘤抗原呈递、CD8 T细胞激活和癌症疫苗疗效。

免疫治疗失效,问题可能出在T细胞“上游”

癌症免疫治疗通常把注意力集中在T细胞上。

PD-1或CTLA-4抗体试图解除T细胞受到的抑制;嵌合抗原受体T细胞(CAR-T cell)和工程化T细胞受体(T-cell receptor,TCR)则直接赋予T细胞新的识别能力。然而,一支武装充分的T细胞队伍,仍然需要知道攻击谁。

这项任务由抗原呈递细胞完成,其中cDC1尤其关键。它们能够吞噬死亡肿瘤细胞的碎片,将其中的肿瘤抗原加工成短肽,再通过主要组织相容性复合体Ⅰ类分子(major histocompatibility complex class I,MHC-I)呈递给CD8 T细胞。这一过程称为抗原交叉呈递(antigen cross-presentation)。

cDC1还会携带肿瘤抗原迁移到肿瘤引流淋巴结(tumor-draining lymph node,tdLN),在那里启动初始CD8 T细胞。回到肿瘤内部,它们又能与T细胞形成局部免疫生态位,支持T细胞扩增、分化和维持记忆状态。

因此,免疫治疗面临的并不只是“T细胞能否解除抑制”这个问题,还包括一个更早的问题:肿瘤抗原是否被充分展示,T细胞是否获得了可靠的攻击目标?

在所谓“冷肿瘤”(cold tumor)中,cDC1数量本就稀少,功能又受到转化生长因子β(transforming growth factor-β,TGFβ)等免疫抑制信号限制。即使解除PD-1通路,肿瘤中也可能没有足够的肿瘤特异性T细胞可供激活。

删除一个基因,T细胞增殖比例从12.8%升至41.6%

CARM1的全称是共激活因子相关精氨酸甲基转移酶1(coactivator-associated arginine methyltransferase 1)。它能对染色质相关蛋白的精氨酸残基进行不对称二甲基化,从而调节转录因子及其下游基因表达。

此前研究已提示,CARM1能够在肿瘤细胞和T细胞中抑制抗肿瘤免疫。但它是否也影响树突状细胞,此前并不清楚。

研究人员首先构建了一个较为严格的交叉呈递体系。他们让缺失β2微球蛋白(β2-microglobulin,B2M)的B16黑色素瘤细胞表达卵清蛋白抗原(ovalbumin,OVA)。由于肿瘤细胞自身无法通过MHC-I呈递OVA,后续CD8 T细胞的激活只能来自cDC1的交叉呈递。

代表性实验中,敲除cDC1内的Carm1后,发生增殖的OT-I CD8 T细胞比例由 12.8% 升至 41.6%。 在来源于小鼠脾脏的原代cDC1中,脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)激活条件下,T细胞增殖比例由 22.0% 升至 61.2%; 在肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNFα)条件下,则由 8.2% 升至 42.5%

药理学抑制也得到相似结果。使用选择性CARM1小分子抑制剂EZM2302处理cDC1后,交叉呈递能力随药物浓度升高而增强。

重要的是,这种效应具有细胞类型选择性。Carm1失活增强了cDC1向CD8 T细胞呈递抗原的能力,却没有明显改变cDC2通过MHC-II向CD4 T细胞呈递可溶性抗原的能力。

这意味着CARM1并不是简单地让所有树突状细胞进入普遍性高活化状态,而是更集中地限制了cDC1特有的功能程序。

它没有帮助cDC1“吃得更多”,而是让抗原加工得更好

交叉呈递能力增强,可能来自两个不同环节:一是摄取了更多肿瘤抗原,二是对相同数量的抗原进行了更高效的加工和呈递。

研究结果支持第二种解释。

研究人员利用表达绿色荧光蛋白ZsGreen和OVA的MC38肿瘤,同时追踪抗原摄取与抗原呈递。Carm1缺失并未显著改变cDC1摄取ZsGreen阳性肿瘤物质的比例,却明显提高了细胞表面SIINFEKL–H-2Kᵇ复合物的水平。换言之,它们吞入的肿瘤材料并没有明显增加,但展示给T细胞的抗原肽更多了。

在肿瘤引流淋巴结中,这种变化迅速转化为T细胞应答。转入抗原特异性OT-I T细胞24小时后,代表性流式结果显示,表达早期激活标志CD69的细胞比例由 3.19% 升至 59.1%

72小时后,处于激活和增殖状态的CD25⁺CTVlow细胞比例由 2.11% 升至 60.6%

转录组分析进一步发现,蛋白酶体亚基、抗原加工相关转运体(transporter associated with antigen processing,TAP)和MHC-I等通路整体上调。基因集富集分析中,“抗原加工—交叉呈递”通路的标准化富集分数(normalized enrichment score,NES)达到 1.85,P=0.0004; “MHC-I介导的抗原加工与呈递”通路NES为 1.56,P=0.0005

CARM1限制的并不是cDC1是否接触肿瘤,而是接触肿瘤之后,能否把抗原高质量地加工并递交给CD8 T细胞。

肿瘤中的CD8 T细胞,不仅更多,也更能打

当研究人员在cDC1中特异性敲除Carm1,MC38结肠癌和B16F10黑色素瘤的生长均受到抑制。前者通常对PD-1阻断较敏感,后者则是常用的免疫治疗抵抗模型。

在MC38模型中,仅敲除cDC1内的Carm1,对肿瘤生长的抑制幅度已接近抗PD-1单药;两者联合后,肿瘤生长进一步减慢,生存期明显延长。在对检查点抑制剂相对不敏感的B16F10模型中,Carm1失活同样提高了抗PD-1治疗效果。

肿瘤内CD8 T细胞的功能状态也发生明显变化。代表性检测中,干扰素γ(interferon-γ,IFNγ)阳性CD8 T细胞由 20.7%增至53.9%, TNFα阳性细胞由 8.78%增至30.3%, 增殖标志Ki67阳性细胞由 19.7%增至51.0%, 颗粒酶B(granzyme B,GZMB)阳性细胞由 6.65%增至29.9%

更值得注意的是,CARM1可能同时作用于癌症免疫循环中的多个细胞群。

当肿瘤细胞和cDC1均保留Carm1时,活化增殖的抗原特异性T细胞约占 3.9%; 仅敲除cDC1中的Carm1时升至 19.5%; 仅敲除肿瘤细胞中的Carm1时为 16.0%; 两者同时敲除后则达到 45.0%

这一结果提示,CARM1抑制可能存在多层协同:肿瘤细胞释放更强的免疫刺激信号,cDC1更有效地处理抗原,T细胞则获得更充分的启动。不过,这仍是基于动物和体外模型的机制推断,不能直接等同于患者治疗效果。

TGFβ如何把一枚“分子刹车”装进cDC1

为什么CARM1对肿瘤内cDC1的影响格外明显,而在健康小鼠的外周免疫器官中,敲除Carm1并未造成显著的cDC1稳态异常?

答案可能藏在肿瘤微环境(tumor microenvironment,TME)的细胞因子网络中。

研究显示,与脾脏cDC1相比,肿瘤浸润cDC1中的Carm1表达明显升高。具有免疫激活作用的Ⅰ型干扰素(type I interferon)和TNFα会降低Carm1表达;相反,免疫抑制性TGFβ可显著提高Carm1转录。

染色质免疫沉淀实验显示,TGFβ激活的SMAD2/3能够占据Carm1启动子区域。功能实验中,TGFβ明显抑制正常cDC1的抗原交叉呈递;敲除Carm1后,这种抑制显著减弱。

但Carm1缺失并不能完全消除高剂量TGFβ的影响。这一点很重要: CARM1是TGFβ抑制cDC1的一条关键支路,而不是全部机制。 肿瘤微环境中的免疫抑制通常由多条通路共同维持,阻断一个节点未必足以逆转整个系统。

3127处染色质区域被打开,cDC1的身份程序被重新释放

CARM1是一种表观遗传酶,因此研究人员进一步分析了它对染色质开放状态的影响。

在Carm1缺失的cDC1中,共有 3127个染色质区域的可及性增加, 只有约 218个区域的可及性下降。 开放程度增加的区域富集了NF-κB家族的REL、RELA,以及BATF3–Jun等转录因子结合基序。

BATF3是维持cDC1分化和功能的核心转录因子,而NF-κB则与树突状细胞激活、炎症反应和存活密切相关。相应地,Carm1缺失后,cDC1中的CD80、CD86、CD40、CCR7、MHC-I、MHC-II及IL-12相关程序均增强。

研究还发现,肿瘤内cDC1数量增加并非主要源于前体细胞快速增殖,而更可能来自成熟、非增殖cDC1存活时间延长。Carm1缺失的非增殖cDC1表达更多抗凋亡分子BCL-2,活化型半胱天冬酶3(cleaved caspase-3)阳性比例下降。

因此,CARM1抑制同时改善了cDC1的三项能力:更好地呈递抗原、更充分地提供共刺激信号,并在肿瘤中存活和迁移更久。

把0.2毫克抑制剂装进癌症疫苗,会发生什么?

机制成立并不意味着能够转化为治疗。研究人员因此设计了一项更接近药物应用的实验:将单次 0.2毫克 EZM2302装入介孔二氧化硅棒(mesoporous silica rod,MSR)疫苗支架,并加入四种MC38肿瘤新抗原肽、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor,GM-CSF)和CpG佐剂。

局部释放CARM1抑制剂后,进入疫苗支架的cDC1数量增加,CCR7和CD86表达升高,随后迁移至引流淋巴结的cDC1也更多。新抗原特异性CD8 T细胞在淋巴结、脾脏和肿瘤中的比例随之提高。

在每组8只小鼠的治疗实验中,加入EZM2302的新抗原疫苗显著延缓MC38肿瘤生长并延长生存。肿瘤内表达IFNγ、TNFα和GZMB的CD8 T细胞数量同步增加。

这项设计提供了一个值得关注的转化思路:与其全身性解除CARM1,或许可以把抑制剂限制在疫苗接种部位,让药物主要作用于正在被招募和激活的抗原呈递细胞,从而降低不必要的系统性影响。

但局部材料递送在人体中的药代动力学、剂量控制、可重复给药性和组织反应,仍需独立评估。

人源细胞结果令人期待,但距离临床仍有几道门槛

为了验证这一机制是否仅存在于小鼠,研究人员从人脐带血CD34⁺造血干细胞(hematopoietic stem cell,HSC)诱导获得人源cDC1。

无论使用CRISPR-Cas9敲除CARM1,还是用EZM2302抑制其酶活性,人源cDC1表面的HLA-ABC、HLA-DR、CCR7、CD80和CD86均升高。随后,研究人员让这些cDC1摄取表达NY-ESO-1抗原的凋亡黑色素瘤细胞,再与携带NY-ESO-1特异性TCR的CD8 T细胞共培养。CARM1被敲除或抑制后,T细胞Ki67表达及IFNγ、TNFα分泌均明显增加。

这说明CARM1—cDC1轴在人类细胞中具有一定保守性,也提高了临床转化的可信度。

不过,当前证据仍主要来自小鼠肿瘤、模型抗原以及体外诱导的人源cDC1。它尚未回答几个关键问题:患者肿瘤内天然cDC1是否同样依赖CARM1;不同癌种、不同TGFβ水平和不同免疫表型的患者是否具有一致反应;长期或系统性抑制CARM1是否影响造血、组织稳态及其他表观遗传程序。

这些问题并不会削弱研究价值,反而界定了下一阶段最需要验证的边界。

下一代免疫治疗,或许要同时修复“识别、启动与杀伤”

这项研究带来的核心启示,不只是发现了一个新药靶。

过去的肿瘤免疫治疗常被拆分成几个独立模块:提高肿瘤免疫原性、激活T细胞、解除免疫检查点,或者开发癌症疫苗。而CARM1呈现出一种更具系统性的可能性——同一个靶点可能同时影响肿瘤细胞、cDC1和T细胞,分别改善抗原释放与免疫刺激、交叉呈递以及效应细胞浸润。

这也提出了一个值得关注的问题:部分免疫治疗失败,究竟是T细胞不能杀,还是在更早的环节,肿瘤抗原从未被充分地“讲述”给免疫系统?

若后续临床前研究能够确认安全窗口和适用人群,CARM1抑制剂或许不会作为单独疗法出现,而更可能成为新抗原疫苗、PD-1/PD-L1阻断、放疗或诱导免疫原性细胞死亡疗法的增敏组件。

免疫治疗的下一步,可能不只是继续强化执行杀伤的T细胞,还要恢复那些负责发现肿瘤、加工证据并启动免疫应答的cDC1。

 

 

参考文献

 
Zhang X, Xirenayi S, Zhao Y, Wang W, Han Y, Sobral M, Kang S, Zhang C, Barlow GL, Pyrdol J, Cho JW, Huang K, Ning X, Hemberg M, Yuan GC, Van Allen EM, Mooney DJ, Wucherpfennig KW. The CARM1 epigenetic enzyme inhibits cross-presenting dendritic cell function in cancer immunity. Science. 2026 Jul 9;393(6807):eaea1200. doi: 10.1126/science.aea1200. Epub 2026 Jul 9. PMID: 42424445.