癌症免疫疗法的进步改变了癌症治疗，治疗益处通常归因于抗肿瘤CD8+ T细胞反应的数量和质量的增强。然而，CD4+ T 细胞现在也被认为在抗肿瘤免疫反应的启动阶段和效应阶段发挥着关键作用。今天，小编要和大家分享一篇2024年9月发表在Trends in Cancer（IF：14.3）上的文章，全面描述了CD4+ T细胞在抗肿瘤免疫中的作用。
Highlights
CD4+ T细胞可以发挥促肿瘤和抗肿瘤作用
CD4+ T细胞可以通过间接机制介导抗肿瘤免疫，包括为其他免疫效应物提供T细胞帮助
CD4+ T细胞可以通过直接细胞毒性介导抗肿瘤免疫
CD4+ T细胞可以在不同的分化状态下具有可塑性
CD4+ T细胞亚群于1986 年首次由 Mosmann 和 Coffman 描述，将激活的细胞细分为1型辅助细胞（TH1）和2型辅助细胞（TH2）。现在，已知CD4+ T细胞可分化为多种效应状态，包括炎症性TH17细胞、免疫抑制性调节性T（Treg）细胞和B细胞协同滤泡辅助性T（TFH）细胞。最近，具有细胞毒性能力的CD4+ T细胞、CD4 +细胞毒性淋巴细胞（CD4+ CTL）以及新的辅助亚型（TH9和TH22）越来越受到关注。在肿瘤免疫背景下对CD4+ T细胞的研究揭示了它们在促肿瘤和抗肿瘤免疫中的关键作用，每个亚群与患者预后具有独特的、有时不一致的关联。由于功能和与癌症患者预后的关联广泛，在本综述中，作者主要关注TH1和CD4+ CTL的抗肿瘤作用，同时简要描述其他CD4+群体的作用。
1.TH1细胞
TH1细胞是由极化细胞因子白细胞介素IL-12通过信号转导和转录激活因子 （STAT）家族STAT1和STAT4成员从幼稚CD4+ T细胞诱导而来，而STAT1和 STAT4反过来又促进TH1的转录-谱系转录因子T-bet。这些信号诱导效应细胞和炎症细胞因子白细胞介素（IL）-2、肿瘤坏死因子α（TNF-α）和干扰素（IFN）-γ的分泌，这可以进一步以自分泌方式促进T-bet表达。TH1最初被认为是对抗细胞内病原体的主要效应细胞，临床前肿瘤模型表明TH1细胞是抗肿瘤免疫中功能最丰富的细胞之一。
2.细胞毒性CD4+ T细胞
CD4+ T细胞最初在1980年代被认为是长期体外细胞培养的产物，具有表达细胞毒性分子能力。CD4+ CTL表达与CD8+ CTL相关的激活标记物，例如脱中胚层蛋白（EOMES），B淋巴细胞诱导成熟蛋白-1 （BLIMP-1），以及细胞毒性和调节性 T细胞分子（CRTAM），并在病毒和肿瘤环境中证明了类似的杀伤机制。单细胞分析表明，CD4+ CTL是多种人类癌症类型中的常规TME组分。
CD4+ CTL的个体发育仍不清楚，并且寻找一组将CD4+ CTL与其他TH子集分开的表面标记是一个热门的研究领域。许多针对慢性病毒感染的研究表明，它们源自小鼠和人类的TH1细胞。事实上，在病毒感染的情况下表达颗粒酶（GZM）和穿孔素（PRF1）的CD4+ CTL通常可以在I型IFN存在的情况下表达TH1相关基因，并能分泌IFN-γ（图1）然而需要注意的是，仅从抗病毒和粘膜研究的主体中推断可能缺乏肿瘤背景。
图1. CD4+ 细胞毒性T淋巴细胞（CTL）的分化途径
多项研究表明CD4+ CTL细胞起源有替代性。最具细胞毒性的细胞源自体外仅用 IL-2处理的幼稚CD4+ T细胞（TH0条件）。其他还包括IL-2 诱导的BLIMP-1表达通过STAT5促进CTL分化，以及CRTAM表达通过EOMES依赖性途径获得细胞毒功能。
总之，CD4+ CTL存在多个起源，并为它们在患者中的检测和增强提供了潜在的标记，但主TF表达的模式在这些背景下是可变的。为了在CD8+ CTL中获得最佳细胞毒性，Runx3、T-bet和Eomes都是必需的，但这些标记在CD4+ CTL中的相对重要性和相互关系仍不清楚。CD4+ T细胞中细胞毒性的发展，就像辅助表型的获得一样，很可能是一个动态过程，具有决定哪些TF占主导地位的独特环境线索。
3.CD4+ T细胞的启动阶段
T细胞首先通过迁移性常规树突状细胞（DC）1型（cDC1）和2型（cDC2）接触到肿瘤引流淋巴结（tdLN）中的肿瘤抗原，然后，对其进行充分处理并呈递给 T细胞，从而导致T细胞活化、增殖并向TME释放。肿瘤通过各种机制抑制tdLN中T细胞的适当启动和激活，这与人类癌症更具侵袭性有关。对tdLN区域进行局部免疫治疗可改善患者的反应。最近的研究表明，需要tdLN扩增的效应T细胞才能对ICI产生全面反应。
T细胞的启动也可能发生在TME内。TME内由B细胞、T细胞、DC和成纤维细胞组成的三级淋巴结构（TLS）可为活化增殖的T细胞和B细胞提供近端龛位。瘤内DC和成纤维细胞可促进抗原递呈细胞（APC）介导的快速启动，并对CD4+ T细胞起原位刺激作用。然而，成纤维细胞在缺乏共刺激信号时也可作为免疫抑制细胞发挥作用。因此，APC协同刺激和细胞因子分泌的性质会对T细胞在TME中的分化和功能产生重大影响。
此外，CD4+ CTLs的启动可能不发生tdLNs中，因为大多数据支持CTLs优先在炎症组织中发育。由于CD4+ CTLs表达的抗原多样性受到限制，持续炎症和 T 细胞受体（TCR）持续刺激的TME很可能是癌症患者形成更具细胞毒性表型的驱动因素。值得注意的是，CD4+ CTLs的启动可能更多地与TCR信号强度、接收到的共刺激信号和环境因素有关，而不是与其来源的T细胞群有关。因此，CD4+ CTLs的启动更有可能发生在TLS或TME内，而不是外周。
总之，尽管CD4+ T细胞的抗肿瘤作用越来越受到重视，但TME内CD4+ T细胞识别的抗原库相对尚未被探索。更深入、更有效地检测这些抗原特异性反应可以为与其他免疫疗法的协同方法提供更有希望的靶点。
4.CD4+ T细胞的效应阶段
肿瘤内的细胞免疫可以来自迁移的T细胞群和常驻的T细胞群。组织驻留记忆 T（TRM）细胞可以对恶性细胞产生强烈的免疫反应。然而，由于CD4+ T细胞亚型的流动性和缺乏定型标记，CD4+ TRM的精确特征并不像CD8+对应物那样明确。但CD4+ TRM细胞已表现出比其他CD4+ TIL更快、更强的对抗原刺激的反应，并且可能成为疫苗治疗的有吸引力的靶点。
（1）直接抗肿瘤细胞毒性
一旦进入TME，CD4+ T细胞就可以介导人类癌症的直接细胞毒性，而免疫疗法可以增强这种细胞毒性。尽管CD4+ CTL表现出比CD8+对应物更不有效且更慢的细胞溶解反应，但如果TME中存在足够数量，它们可以发挥显着的肿瘤杀伤作用。这在肿瘤MHCI丧失的背景下可能特别重要，这是治疗耐药中的主要机制。最成熟的细胞毒性方法是通过表达颗粒酶、穿孔素和其他颗粒相关蛋白，例如自然杀伤细胞颗粒蛋白和颗粒溶素（图2）。CD4+ CTL和肿瘤细胞之间的免疫突触后，分泌颗粒重新定位到突触位点，以有效递送这些细胞毒性分子。这种直接的细胞毒性需要肿瘤MHCII表达。尽管大多数实体瘤呈MHCII阴性，但 MHCII表达可通过恶性转化和1型细胞因子刺激上调。
然而，对于CD8+ CTL和自然杀伤（NK）介导的肿瘤溶解至关重要的其他杀伤方法（例如死亡受体介导的途径、TNF相关凋亡诱导配体（TRAIL）和Fas-FasL）是否对于CD4+ CTL的肿瘤细胞毒性尚不清楚。而且，定义CD4+ CTL介导的肿瘤杀伤的机制可能受到TME内环境因素的影响，并且在同一肿瘤类型中可能是独特的。
图2. CD4+ T细胞可以通过直接和间接机制发挥其抗肿瘤作用
（2）间接抗肿瘤作用
在其传统的“辅助”角色中，CD4+ T细胞可以招募并激活TME内的免疫细胞。由于许多肿瘤是MHCII阴性的，因此大多数CD4+ T细胞的抗肿瘤作用是通过与肿瘤驻留的APC相互作用来实现的。坏死肿瘤细胞或成纤维细胞和基质细胞（例如巨噬细胞和DC）释放的肿瘤抗原的交叉呈递代表了MHCII的经典加工途径。这些APC作为CD4+ T细胞的关键相互作用伙伴，指导其功能。
TH1样CD4+ TIL分泌 IFN-γ和IL-2，募集并增强CD8+ TIL的增殖和细胞毒性。此外，它们对于通过相同的DC相互作用启动CD8+ T细胞以进一步刺激免疫反应是不可或缺的。TH1样TIL还可以在TME内维持CD8+ TIL群体并支持CD8+ TIL记忆。
此外，TH1样TIL可以将其他效应细胞，例如巨噬细胞、嗜酸性粒细胞和DC，招募到TME，并通过产生IFN-γ增强抗肿瘤免疫反应。特别是，少数CD4+效应T细胞可以利用这种机制，通过肿瘤侵袭边缘的IFN-γ依赖性炎症肿瘤细胞死亡过程来根除已建立的肿瘤。
CD4+ T细胞产生的细胞因子也可以改变肿瘤细胞。除了前面所述的CD4+ T细胞介导的1型细胞因子分泌有助于肿瘤中MHCII的上调，还有IFN-γ和TNF-α的组合可以通过改变细胞周期的调节协同诱导肿瘤细胞衰老，并通过限制或正常化肿瘤血管来损害肿瘤进展。然而，IFN-γ和TNF-α信号传导是一把双刃剑，它们也存在促肿瘤功能，例如增强多种小鼠肿瘤模型中的肿瘤生长和转移，以及促进免疫抑制TME。
总体而言，TH1衍生的IFN-γ和TNF-α无疑在肿瘤免疫学中发挥着重要作用。慢性炎症细胞因子暴露似乎具有促肿瘤作用，而瞬时表达可能促进更多的抗肿瘤表型。
小结
总而言之，与CD8+ T细胞相比，CD4+ T细胞具有更高的多功能性和表型可塑性，从根本上促进了当前免疫疗法的抗肿瘤活性。对不同CD4+群体直接或间接介导的抗肿瘤功能的认识提供了未来可在治疗上利用的多种途径。
