CD8+ T 细胞是免疫系统中重要的一部分,它们能够识别并杀死肿瘤细胞。然而,在肿瘤微环境(TME)中,由于持续的抗原暴露,CD8+ T 细胞会逐渐衰竭,最终无法有效地杀死肿瘤细胞。
为了进一步提高肿瘤免疫治疗的效果,清华大学生命学院江鹏实验组与武汉科技大学祝海川实验组、北京大学张泽民实验组和李程组合作,在《Nature Cancer》发表了题为ETV7 limits the antiviral and antitumor efficacy of CD8+ T cells by diverting their fate toward exhaustion 的文章,筛选了在 CD8+ T 细胞从记忆状态转变为衰竭状态过程中起关键作用的转录因子,发现ETV7 是一种关键的转录因子,它能够促进 CD8+ T 细胞的终末分化,并抑制其抗肿瘤功能,ETV7耗竭显著增强了CD8+ T细胞和嵌合抗原受体T细胞在实体瘤中的抗肿瘤疗效,表明ETV7可能是改善癌症免疫疗法疗效的有前景的靶点和生物标志物。
筛选过程:基于21种癌症类型、316例患者的单细胞RNA测序(scRNA-seq)数据,筛选出13个潜在调控转录因子(TFs),前五名候选TF(BATF、IKZF3、ETV7、ZBED2、BACH1)中,ETV7在终末耗竭T细胞(TEX)中表达上调最显著,且与耗竭基因(如PDCD1、TOX)正相关,与记忆基因(如TCF7)负相关。
体外模型:通过持续TCR刺激(抗CD3/CD28抗体)诱导T细胞终末分化,发现ETV7表达随分化进程逐步升高。,且显著抑制记忆基因(TCF7、CXCR4)并促进耗竭基因(PDCD1、TIM3)表达。
调控机制:ETV7+细胞中干扰素(IFN)相关通路(如JAK-STAT信号)显著富集,且ETV7表达与干扰素刺激基因(ISG)评分正相关。在CD8+ T细胞中,IFNβ可显著上调ETV7的mRNA和蛋白水平,而其他IFN类型(如IFNγ)作用较弱。长期TCR激活(>24小时)虽能轻微上调ETV7,但IFNβ的诱导效果更早(24小时内)且更强,说明IFNβ是ETV7的主要上游调控因子。
ETV7功能验证实验:在人CD8+ T细胞中,过表达ETV7显著抑制记忆分化关键基因(如TCF7、CXCR5),同时上调耗竭基因(如PDCD1、TOX)。CRISPR-Cas9敲除ETV7则产生相反效果:记忆基因表达升高,耗竭基因表达降低。在小鼠CD8+ T细胞中过表达ETV7,同样观察到记忆表型抑制和耗竭表型增强。
ETV7直接抑制CD8+ T细胞的效应功能与存活能力:在极低TCR刺激条件下,ETV7过表达仍显著抑制CD8+ T细胞的增殖能力、细胞因子(如IFNγ、TNFα)分泌及肿瘤细胞杀伤活性;ETV7过表达导致CD8+ T细胞凋亡率升高,而敲除ETV7则增强细胞存活。
ETV7通过诱导T细胞耗竭促进肿瘤进展:过表达ETV7的OT-I CD8+ T细胞输注后,荷瘤小鼠肿瘤体积增大(黑色素瘤与结肠癌模型),生存期缩短;ETV7+ T细胞呈现高耗竭表型(PD-1↑、TIM3↑,TCF1↓),且浸润数量减少细胞因子分泌(IFNγ、颗粒酶B)和增殖能力(Ki67+)显著降低。
ETV7过表达小鼠模型:通过向小鼠造血干细胞(LSK细胞)过表达ETV7,构建全身性ETV7过表达模型,ETV7过表达小鼠接种B16肿瘤后,肿瘤体积更大、生存期更短,且肿瘤浸润CD8+ T细胞呈现显著耗竭表型(记忆基因↓,耗竭基因↑,细胞因子分泌↓)。
ETV7高表达与临床预后不良及免疫治疗抵抗相关:食管癌(ESCA)临床数据显示,ETV7蛋白水平与记忆标志物TCF1负相关,与耗竭标志物PD1、TOX正相关,且高表达患者总生存期显著缩短。ETV7高表达在多种实体瘤(如UCEC、ESCA)中均显示不良预后。
ETV7高表达与CAR T细胞耗竭及疗效负相关:在接受抗CD19 CAR T治疗的B细胞恶性肿瘤患者中,CD8+ T细胞的ETV7表达水平与记忆评分负相关,与耗竭评分正相关;部分缓解/疾病进展(PR/PD)组的ETV7表达显著高于完全缓解(CR)组,说明ETV7高表达患者对CAR T治疗反应差、预后不良。
敲低ETV7增强CAR T细胞抗实体瘤能力:体外模型显示,通过shRNA敲低ETV7的靶向间皮素(MSLN)CAR T细胞中记忆T细胞比例显著增加,耗竭亚群及耗竭相关基因(如PDCD1、TOX)表达降低;体内模型(卵巢癌OVCAR8)显示,ETV7敲低的CAR T细胞显著抑制肿瘤生长,延长生存期,且肿瘤浸润CAR T细胞比例升高,且PD1+ T细胞比例增加。
ETV7或成为优化CAR T疗法的重要靶点及疗效预测标志物,重要的是敲低ETV7可通过减少CAR T细胞耗竭、增强记忆表型,显著提升其对抗实体瘤的疗效。
总结,文章整合单细胞RNA测序和单细胞染色质可及性测序数据,发现转录因子ETV7在决定肿瘤中CD8+ T细胞命运中起关键作用。ETV7驱动T细胞从记忆状态向终末衰竭分化,限制了抗病毒和抗肿瘤疗效。临床上,ETV7表达与多种人类癌症的进展和对免疫检查点阻断的反应呈负相关。ETV7耗竭显著增强了CD8+ T细胞和嵌合抗原受体T细胞在实体瘤中的抗肿瘤疗效,说明ETV7可能是改善癌症免疫疗法疗效的有前景的靶点和生物标志物。
参考文献:Cheng, J., Xiao, Y., Peng, T. et al. ETV7 limits the antiviral and antitumor efficacy of CD8+ T cells by diverting their fate toward exhaustion. Nat Cancer (2025). https://doi.org/10.1038/s43018-024-00892-0