Immunity丨解码Trm样TIL：肿瘤微环境中的T细胞命运开关

摘要：肿瘤微环境（TME）中的CD8 + T细胞在抗肿瘤免疫中发挥核心作用，而具有组织驻留记忆（Trm）表型的肿瘤浸润性淋巴细胞（TILs）与多种癌症的预后改善密切相关。研究表明，Trm样TILs能够长期驻留在肿瘤组织中，表现出更强的抗肿瘤活性和对免疫治疗的响应能力

撰文丨易

肿瘤微环境（TME）中的CD8 + T细胞在抗肿瘤免疫中发挥核心作用，而具有组织驻留记忆（Trm）表型的肿瘤浸润性淋巴细胞（TILs）与多种癌症的预后改善密切相关。研究表明，Trm样TILs能够长期驻留在肿瘤组织中，表现出更强的抗肿瘤活性和对免疫治疗的响应能力，但其形成机制仍不清楚。例如，TGF-β信号通路和CD103（由ITGAE编码）表达被认为是Trm细胞形成的关键因素，但它们在肿瘤微环境中的作用是否相同尚不明确。此外，Trm样TIL与经典的耗竭T细胞（Tex）或记忆T细胞之间的关系也缺乏系统性研究。因此，深入解析Trm样TIL的分子调控网络，不仅有助于理解T细胞在肿瘤中的适应性机制，还可能为优化T细胞免疫治疗提供新的干预靶点。

近日，美国北卡罗来纳大学J. Justin Milner在Immunity期刊上发表题为Enhancer-driven regulatory networks reveal transcription factors governing CD8+T cell differentiation and adaptation in the tumor microenvironment的研究论文，通过多组学分析揭示了KLF2和BATF转录因子在调控肿瘤浸润CD8+T细胞向组织驻留记忆表型（Trm-like TIL）分化中的关键作用，并证明TGF-β信号通路与CD103表达是这一过程的重要调控因素，为开发基于T细胞驻留策略的癌症免疫治疗提供了新靶点。

为了全面解析Trm样TIL的分化机制，研究团队构建了多种小鼠模型，包括急性（LCMV Armstrong）和慢性（LCMV CL13）病毒感染模型，以及表达GP33-41抗原的肿瘤模型（如B16黑色素瘤、KPC胰腺癌等）。通过配对单细胞RNA测序（scRNA-seq）和单细胞ATAC测序（scATAC-seq），获得了46062个T细胞的转录组和表观遗传图谱，从而系统比较了不同T细胞状态（如效应T细胞、记忆T细胞、耗竭T细胞和Trm样TIL）的分子特征。结果发现Trm样TIL表现出独特的转录和表观遗传特征，这些特征既不同于经典的耗竭T细胞（Tex），也与感染模型中定义的Trm细胞存在显著差异。Trm样TIL同时表达高水平的免疫检查点分子（如PD-1、TIM3）和组织驻留标志物（如CD103、CXCR6），这种 “ 混合表型 ” 提示其在肿瘤微环境中的特殊适应机制。

深入分析显示，Trm样TIL的形成受到KLF2-BATF轴的精确调控。KLF2作为关键的负向调控因子，其表达水平与Trm样TIL的分化呈显著负相关。机制研究表明，KLF2通过维持S1PR1、CCR7等循环相关基因的表达，同时抑制CD103、HIC1等驻留基因的转录，从而阻碍T细胞在肿瘤组织中的长期驻留。此外，在KLF2敲除模型中，观察到Trm样TIL数量增加2-3倍，且这些细胞表现出更强的肿瘤杀伤能力。相反，转录因子BATF被发现是促进Trm样TIL分化的核心调控因子。BATF过表达可导致CD69 + CD103 + TIL数量增加近300倍，这一效应主要通过以下机制实现：1）与IRF4/IRF8形成转录复合物，共同激活驻留相关基因的表达；2）上调BLIMP1的表达，后者是已知的Trm细胞分化调控因子；3）部分拮抗KLF2的抑制作用。另外， BATF的这种促驻留效应具有组织特异性，在胰腺癌模型中表现最为显著，而在黑色素瘤模型中则相对较弱。

其次， TGF-β信号通路被证实是Trm样TIL分化的另一关键调控因素。在KPC胰腺癌模型中，肿瘤细胞分泌的高水平TGF-β通过以下途径促进Trm样TIL形成：1）诱导SMAD2/3磷酸化，直接激活CD103等驻留基因的转录；2）协同BATF增强驻留相关基因的表达；3）抑制KLF2的表达。当TGFBR2被沉默时，CD69 + CD103+ TIL数量减少16倍，这一缺陷可通过BATF过表达部分挽救，提示BATF可能通过TGF-β依赖和非依赖的双重机制发挥作用。

最后，研究团队对小鼠和人类胰腺癌样本进行分析Trm样TIL的保守特征，以增强临床相关性。单细胞TCR测序显示，肿瘤反应性T细胞克隆倾向于获得Trm样表型，这些细胞高表达ITGAE、XCL1等标志物，同时低表达循环相关基因（如S1PR1、KLF2）。更重要的是，在TCGA胰腺癌数据集中，ITGAE和CISH等Trm特征基因的表达水平与患者总生存期呈显著正相关，即使在调整了CD8A表达等混杂因素后，这种相关性仍然存在。这一发现为Trm样TIL作为预后生物标志物和免疫治疗响应预测指标提供了有力证据。

综上所述，本研究通过整合单细胞多组学分析和功能实验，系统解析了肿瘤浸润CD8+ T细胞向组织驻留记忆表型（Trm-like TIL）分化的调控机制，发现转录因子KLF2和BATF通过拮抗作用精细调控这一过程，同时证实TGF-β信号通路和CD103表达是Trm-like TIL形成的必要条件。研究首次揭示了KLF2-BATF转录调控轴在T细胞驻留与耗竭平衡中的核心作用，并证明BATF过表达可克服TGF-β信号缺陷促进T细胞驻留。这些发现不仅深化了对肿瘤微环境中T细胞适应性分化的理解，更重要的是为开发新一代免疫治疗策略提供了理论依据。

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