Cancer Cell｜IL-36γ装甲CAR T细胞重编程中性粒细胞，激活内源性抗肿瘤免疫，攻克实体瘤治疗难题

撰文丨细胞工程师

嵌合抗原受体T（CAR T）细胞疗法在血液系统恶性肿瘤中取得了革命性成功 ， 但其在实体瘤治疗中仍困难重重 。 肿瘤抗原异质性 、 免疫抑制性肿瘤微环境（TME）以及CAR T细胞浸润和持久性不足 ， 构成了实体瘤免疫治疗的多重挑战 【1】 。 传统策略多聚焦于增强CAR T细胞自身的细胞毒性或持久性 ， 而通过改造CAR T细胞来调控宿主免疫应答 ， 从而激活内源性 、 广谱的抗肿瘤免疫 ， 则是一条颇具前景但有待充分证明的新路径 。

近日 ， 美国 罗斯威尔帕克综合癌症中心 （ Roswell Park Comprehensive Cancer Center ） 的 Renier J. Brentjens 和 Scott I. Abrams 领导的研究团队在 Cancer Cell 杂志上发表 题为 IL-36γ armored CAR T cells reprogram neutrophils to induce endogenous antitumor immunity 的研究论文 。 该研究创新性地发现 ， 经过工程化改造分泌白细胞介素-36γ（IL-36γ）的装甲CAR T细胞 ， 能够高效招募并 重编程 肿瘤微环境中的中性粒细胞 ， 赋予其抗原呈递和直接杀伤肿瘤细胞的双重能力 。 这一过程成功激活了针对非CAR靶向抗原的内源性T细胞免疫 ， 在小细胞肺癌（SCLC）和黑色素瘤等多种实体瘤模型中实现了无需预先 清淋 的完全治愈 ， 并能抵抗 CAR靶向 抗原阴性肿瘤的再次攻击 。 这项研究不仅揭示了CAR T细胞通过中性粒细胞激活癌症-免疫循环的全新机制 ， 也为克服实体瘤过继细胞疗法的关键瓶颈提供了 全新 策略 。

近年来 ， 中性粒细胞在肿瘤免疫中的复杂角色备受关注 。 作为循环中最为丰富的白细胞 ， 肿瘤相关中性粒细胞（TAN）通常与不良预后相关 ， 可被肿瘤“驯化”以促进其生长 、 转移并抑制抗肿瘤免疫 。 然而 ， 在特定条件下 ， 中性粒细胞可表现出直接杀伤肿瘤和抗原呈递的能力 ， 从而激发适应性免疫 【2】 。 如何将中性粒细胞从“帮凶”重编程为“战友” ， 成为肿瘤免疫治疗的新思路 。 其中 ， IL-36γ是IL-1超家族的一种促炎细胞因子 ， 对多种免疫细胞有广泛影响 ， 包括中性粒细胞 。 研究团队前期在免疫健全小鼠的B细胞恶性肿瘤移植模型中发现 ， 分泌IL-36γ的装甲CAR T细胞能增强疗效并调动内源性抗肿瘤免疫反应 【3】 。 而本研究则进一步探究IL-36γ装甲CAR T细胞在更具挑战性的实体瘤中的作用机制 。

研究团队首先针对小细胞肺癌（SCLC）高表达的两个靶点DLL3和GD3 ， 构建了同时靶向二者的 DLL3/GD3双靶向 CAR T（ Dual CAR T ）细胞 。 在 DLL3或GD3 抗原表达异质的人源SCLC细胞系和免疫缺陷小鼠的移植瘤模型中 ， Dual CAR T细胞展现了远超单靶点CAR T细胞 的杀伤能力和肿瘤清除效果 ， 并能在体内有效浸润肿瘤 ， 形成更高比例的中枢记忆性 T 细胞 ， 为长效肿瘤控制奠定基础 。

为了进一步探究 Dual CAR T及IL-36γ的潜在增效作用 ， 研究团队在免疫健全小鼠的SCLC移植瘤模型中 ， 比较了未装甲、IL-18装甲和IL-36γ装甲的 Dual CAR T细胞疗效 。 研究发现 ， 在没有进行任何清淋预处理的条件下 ， 未装甲 Dual CAR T细胞几乎无效 ， 而两种细胞因子装甲 CAR T细胞 均能诱导肿瘤消退 ， 显著延长生存期 。 然而 ， 只有IL-36γ装甲CAR T细胞能实现肿瘤的完全清除 ， 且疗效显著优于IL-18装甲 CAR T细胞 。 进一步的机制研究表明 ， IL-36γ装甲CAR T细胞在肿瘤内的浸润能力更强 ， 且增殖（Ki67+）和效应功能（IFNγ+、Granzyme B+）性 CAR T细胞 比例更高 。 更为重要的是 ， IL-36γ装甲CAR T细胞显著改变了肿瘤微环境 ， 不仅增加了具有细胞毒性的内源性CD8 + T细胞 ， 更促进了Th1型CD4 + T细胞反应及减少了调节性T细胞（Treg）的浸润 ， 而且增强了树突状细胞（DC）的共刺激分子（CD80/86）表达 。 在低免疫原性低 、 高侵袭性B16F10 -OVA 黑色素瘤模型中 ， IL-36γ装甲CAR T细胞的优势则更为明显 ， IL-18装甲 CAR T细胞 则完全失效 ， 凸显了IL-36γ在重塑恶劣肿瘤微环境中的独特能力 。

研究团队进一步发现 ， 经过IL-36γ装甲CAR T细胞治疗的小鼠的内源性效应记忆和中枢记忆CD8 + T细胞亚群显著扩增 。 分离不同 CAR T细胞治疗 的小鼠脾脏 CD8 + T细胞进一步评估其肿瘤反应性 ， 结果显示这些T细胞能够识别并攻击不表达CAR靶抗原（DLL3/GD3）的肿瘤细胞 ， 证明了“抗原扩展”或“表位扩展”的发生 。 当用CAR靶抗原阴性的肿瘤细胞再次攻击先前治愈小鼠时 ， 只有接受过IL-36γ装甲CAR T细胞治疗的小鼠能够成功排斥肿瘤 ， 显示出强大的免疫记忆保护作用 ， 提示IL-36γ装甲CAR T细胞的持久疗效依赖于其激活的内源性免疫应答 ， 这在进一步的清淋预处理实验中得以证实 。 虽然清淋预处理能够帮助所有类型的CAR T细胞（包括未装甲的）更好地控制初始肿瘤生长 ， 但它同时破坏了宿主免疫系统 ， 导致治愈后的小鼠无法建立针对新抗原的免疫记忆 ， 因此在再次攻瘤时无法控制 。 通过 TCR测序分析进一步发现 ， IL-36γ装甲CAR T细胞疗法相比IL-18装甲 CAR T细胞疗法 能显著提升宿主CD8 + T细胞的TCR克隆多样性 ， 并诱导大量独特TCRs的寡克隆扩增 ， 且呈现特定V/J区使用偏好 ， 提示宿主肿瘤特异性T细胞扩增与CAR T疗效相关 ， 有望作为临床疗效监测的预后指标 。

针对肿瘤浸润免疫细胞进行单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析 ， 研究团队发现了疗效差异的核心 ， 中性粒细胞是唯一在IL-36γ装甲 CAR T细胞 治疗组中持续且显著富集的免疫细胞群 。 这些被招募来的中性粒细胞并非传统的促瘤表型 ， 而是展现出独特的促炎及抗肿瘤特征 ， 高表达与干扰素信号激活（如 Irf7 , Ifit1 , Ifitms , Isg1 5） 、 中性粒细胞脱颗粒和活性氧（ROS）产生相关的基因（如 Ncfs , Tspo , Nos2 , Chil1 , Ng p） 。 免疫组化结果也证实了肿瘤中存在大量释放中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）的中性粒细胞 ， 提示其可直接杀伤肿瘤细胞。研究团队进一步解析了肿瘤浸润中性粒细胞的转录特征 ， 并鉴定出9个主要的中性粒细胞亚群 。 其中 ， IL-36γ装甲 CRA T细胞 特异性诱导的中性粒细胞亚群高表达MHC-I和MHC-II抗原加工呈递通路的关键基因 ， 其表达水平堪比专职的抗原呈递细胞的树突状细胞 。 流式细胞术检测分析也在蛋白水平证实了这群中性粒细胞表面MHC-II和共刺激分子CD80的上调 。

研究团队进一步使用删除抗体（anti-Ly6G抗体）清除中性粒细胞后 ， IL-36γ装甲CAR T细胞完全丧失治疗功效 ， 既不能控制肿瘤生长 ， 也无法诱导出肿瘤特异性的内源性T细胞反应 。 其次 ， 用活化的IL-36γ装甲CAR T细胞的培养上清处理小鼠或人的中性粒细胞 ， 可成功在体外复现其“APC样”表型（上调HLA-DR/CD80）和强大的肿瘤杀伤功能 。 然而 ， 单独的重组IL-36γ蛋白或未装甲CAR T细胞的上清均不能实现同等程度的重塑 ， 提示最佳效果需要IL-36γ与CAR T细胞来源的其他因子（如IFNγ）协同作用 。 再者 ， 被IL-36γ CAR T细胞上清“教育”过的中性粒细胞 ， 在吞噬肿瘤细胞后 ， 能够将肿瘤抗原（如gp100 , OVA）加工并分别通过MHC-I和MHC-II通路呈递给初始CD8 + 和CD4 + T细胞 ， 激活抗原特异性T细胞克隆的增殖 。

对重编程后的人中性粒细胞进行RNA-seq分析发现 ，IL-36γ装甲CAR T细胞诱导的基因表达变化，与单纯添加重组IL-36γ或未装甲CAR T细胞均不同。IL-36γ装甲 CAR T细胞 增强了中性粒细胞对IFNγ信号的响应 ， 诱导了包括BATF3 、 ZEB2 、 IRF1 、 STAT1在内的一系列对于树突状细胞分化成熟至关重要的干扰素刺激转录因子 。 这表明 ， IL-36γ能增强中性粒细胞对CAR T细胞所产生的IFNγ的反应性 ， 并通过诱导参与DC发育的关键转录因子 ， 启动其向抗原呈递中性粒细胞的分化 。

本研究突破了传统CAR T疗法依赖细胞自身持久性和清淋预处理的范式 ， 开创性地提出并验证了“CAR T细胞 - 中性粒细胞 - 内源性效应细胞”的级联抗肿瘤新轴心 。 IL-36γ装甲CAR T细胞充当了“免疫发动机”和“微环境重塑者” ， 通过CAR介导的杀伤触发免疫原性细胞死亡 ， 局部分泌的IL-36γ招募中性粒细胞 ， 协同IFNγ将其重编程为兼具杀伤功能和专职抗原交叉呈递能力的“超级助手” ， 重编程后的中性粒细胞处理并呈递来自死亡肿瘤细胞的多种新抗原 ， 高效激活内源性CD8 + 和CD4 + T细胞应答 ， 引发抗原扩展 ， 从而建立起覆盖肿瘤异质性 、 具有记忆功能的全面免疫防护 。 当然 ， 研究也存在一些局限 ， 例如尚未明确不同前体来源的中性粒细胞对IL-36γ响应的异质性 ， IL-36γ与IFNγ等信号协同调控中性粒细胞分化的精确多层机制（如表观遗传、转录后调控）也有待进一步阐明 。

总之 ， 该研究不仅报道了一种治疗实体瘤的新型装甲CAR T细胞疗法 ， 更揭示了一条通过固有免疫细胞桥梁来激活适应性免疫的系统性抗肿瘤新策略 ， 这为下一代实体瘤CAR T细胞疗法的开发指明了极具前景的方向 。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ccell.2025.11.007

制版人： 十一

参考文献

1. Rafiq S, Hackett CS, Brentjens RJ. Engineering strategies to overcome the current roadblocks in CAR T cell therapy. Nat Rev Clin Oncol . 2020; 17(3):147-167.

2. Hirschhorn D, Budhu S, Kraehenbuehl L, et al. T cell immunotherapies engage neutrophils to eliminate tumor antigen escape variants. Cell . 2023; 186(7):1432-1447.e17.

3. Li X, Daniyan AF, Lopez AV, et al. Cytokine IL-36γ improves CAR T-cell functionality and induces endogenous antitumor response. Leukemia . 2021; 35(2):506-521.

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