TIGIThigh CD226−克隆性扩增的肿瘤内Treg的特异性清除决定了安全有效的TIGIT靶向治疗

Specific depletion of TIGIThigh CD226- clonally expanded intratumoral Tregs defines safe and effective TIGIT targeting

作者信息Haoyue Zhou, Jinmei Li, Song Mei, Meiyu Zhang, Haochen Zhao, Kepeng Yan, Yumeng Cheng, Qunmin Zhou, Pan Zheng, Yang Liu, Peng Zhang, Hecheng Li, Wei Lv, Yan Zhang
PMID41735000
发布时间2026-02-24
DOI10.1136/jitc-2025-013636

实验完整度

包含体外ADCC实验、细胞系模型、小鼠肿瘤模型、人源化小鼠模型、基因敲除小鼠模型、患者样本分析、scRNA/TCR-seq等多层级验证,以及体内外功能与机制验证。

主要模型

MC38结肠癌小鼠模型 人源化TIGIT敲入小鼠(Tigith/h, Tigith/m) Treg特异性Tigit敲除小鼠(Foxp3Cre Tigitflox/flox) 非小细胞肺癌(NSCLC)患者样本

重点核对

αTIGIT-IgG1-ADCC在MC38肿瘤模型中的抗肿瘤疗效及Treg清除效果 TIGIThigh CD226− Treg亚群的鉴定及其克隆性扩增状态 αTIGIT-IgG1-ADCC对干样CD4+ T细胞向Th1分化的促进作用 αTIGIT-IgG1-ADCC的安全性和irAE评估 NSCLC患者中Treg克隆扩增与免疫治疗反应的相关性

摘要

背景 基于TIGIT(T细胞免疫球蛋白和ITIM结构域)阻断的全球临床项目因临床疗效不足而终止。需要新的方法来提高基于抗TIGIT免疫疗法的抗肿瘤活性。 方法 进行了多组学分析,包括单细胞RNA测序(scRNA-seq)、单细胞TCR测序(scTCR-seq)和癌症基因组图谱(TCGA)批量RNA-seq,以分析TIGIT和共刺激分子CD226的表达,并评估肿瘤浸润性调节性T细胞(Tregs)的克隆性,并通过流式细胞术在小鼠和患者来源的肿瘤浸润淋巴细胞中进行了验证。在接种MC38肿瘤的人源化TIGIT敲入小鼠(Tigith/h, Tigith/m)中评估了抗TIGIT抗体(αTIGIT)的治疗效果,包括αTIGIT-IgG1-野生型(WT)、具有增强抗体依赖性细胞毒性(ADCC)活性的αTIGIT-IgG1-WT(αTIGIT-IgG1-ADCC)、αTIGIT-IgG4-WT和tiragolumab。使用流式细胞术和scRNA/TCR-seq分析了肿瘤微环境的改变。通过生物层干涉法和体外ADCC实验评估了抗体结合亲和力和ADCC活性。通过生长监测、生存分析和组织病理学评估,在小鼠免疫相关不良事件模型中检查了安全性。 结果 使用小鼠模型和临床样本分析,我们鉴定了一个TIGIThigh CD226−克隆性扩增的肿瘤内Treg群体,它是限制TIGIT阻断增强效应细胞功能能力的主要障碍。与WT和临床上不成功的αTIGIT相比,αTIGIT-IgG1-ADCC特异性靶向并消除了TIGIThigh CD226−克隆性扩增的Treg亚群,导致抗肿瘤疗效显著改善。机制上,通过αTIGIT-IgG1-ADCC清除这些Treg解除了它们对干样CD4+ T细胞的抑制,促进了它们分化为T辅助细胞1(Th1)效应细胞。Th1衍生的干扰素-γ(IFN-γ)进一步增强了肿瘤浸润CD8+ T细胞的功能。重要的是,克隆性扩增的肿瘤内Treg的存在和干样CD4+ T细胞的抑制与非小细胞肺癌患者对免疫疗法的不良反应相关。 结论 靶向清除克隆性扩增的肿瘤内Treg对于释放αTIGIT的全部治疗潜力至关重要。这些新发现为克服当前基于αTIGIT的癌症免疫疗法的局限性提供了关键的理论依据和战略方向。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
为什么基于TIGIT阻断的免疫疗法临床疗效不佳,以及如何克服这一局限性。
核心机制
ADCC增强的αTIGIT通过选择性清除肿瘤内TIGIThigh CD226−克隆性扩增的Treg亚群,解除其对干样CD4+ T细胞的抑制,促进其向Th1效应细胞分化,Th1来源的IFN-γ进而增强CD8+ T细胞的功能,从而增强抗肿瘤免疫。
主要证据
在MC38肿瘤模型中,αTIGIT-IgG1-ADCC(而非αTIGIT-IgG1-WT、αTIGIT-IgG4-WT或tiragolumab)显著抑制肿瘤生长并选择性清除TIGIThigh CD226−克隆性扩增的Treg。scRNA/TCR-seq显示该治疗促进了干样CD4+ T细胞向Th1分化,并增强了CD8+ T细胞的效应功能。
研究意义
本研究为克服当前αTIGIT癌症免疫疗法的局限性提供了关键的理论依据和战略方向,并强调了克隆性扩增的肿瘤内Treg作为治疗靶点的重要性。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

分析TIGIT和CD226在肿瘤浸润淋巴细胞中的表达模式

探究TIGIT和CD226在不同免疫细胞亚群中的表达差异,尤其是Tregs。

利用公开的NSCLC scRNA-seq数据集(GSE131907)和多种实体瘤数据集分析TIGIT、CD226和PVR的表达。通过流式细胞术验证了治疗初治NSCLC患者肿瘤浸润淋巴细胞中TIGIT和CD226的表达。

2

评估αTIGIT不同变体的体外ADCC活性和TIGIT阻断能力

比较不同Fc工程改造的αTIGIT抗体的ADCC活性和TIGIT-PVR阻断能力。

通过生物层干涉法评估了抗体与FcγR的亲和力。使用细胞-based报告基因实验和原代NK细胞毒性实验评估了ADCC活性。

3

评估αTIGIT变体在MC38肿瘤模型中的体内抗肿瘤疗效

比较不同αTIGIT变体在体内的抗肿瘤疗效,并验证Treg清除是否为疗效的关键机制。

在MC38肿瘤接种的Tigith/h和Tigith/m小鼠中,腹腔注射不同αTIGIT抗体,监测肿瘤体积。通过流式细胞术分析肿瘤浸润免疫细胞,特别是Treg的变化。

4

分析αTIGIT-IgG1-ADCC对肿瘤内Treg亚群和克隆性的影响

探究αTIGIT-IgG1-ADCC选择性清除的Treg亚群特征及其克隆性。

对处理组小鼠的肿瘤浸润CD3+ T细胞进行scRNA-seq和scTCR-seq,分析Treg亚群组成、克隆扩增状态和基因表达特征。

5

验证ADCC介导的TIGIThigh Treg选择性清除机制

验证高表达TIGIT的Treg亚群对抗体依赖性细胞毒性更敏感。

利用表达不同水平TIGIT的Jurkat细胞系和从MC38肿瘤中分选的PD-1high hyperTreg和PD-1low non-hyperTreg作为靶细胞,进行体外ADCC实验。

6

分析αTIGIT-IgG1-ADCC对肿瘤内CD4+ T细胞分化的影响

探究Treg清除后,肿瘤内CD4+ T细胞特别是干样CD4+ T细胞的分化命运。

对scRNA-seq数据中肿瘤浸润CD4+ Tconv细胞进行亚群分析和轨迹推断。通过流式细胞术验证干样CD4+ T细胞、Th1效应细胞的比例和功能。

7

评估αTIGIT-IgG1-ADCC在NSCLC患者中的相关性

探究克隆性扩增的Treg和干样CD4+ T细胞是否与NSCLC患者免疫治疗反应相关。

分析接受抗PD-1新辅助治疗的NSCLC患者的公开scRNA/TCR-seq数据(GSE243013),比较应答者和非应答者中Treg克隆扩增和干样CD4+ T细胞的比例。

8

评估αTIGIT-IgG1-ADCC的安全性

评估ADCC增强的αTIGIT是否会引起自身免疫炎症等不良反应。

比较肿瘤和脾脏/淋巴结中Treg的TIGIT表达。评估αTIGIT-IgG1-ADCC是否诱导TIGIT内化和降解。在新生小鼠irAE模型中,比较αTIGIT-IgG1-ADCC与αPD-1、αCTLA-4及其联合用药的毒性。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
αTIGIT-IgG1-ADCC抗体----
αTIGIT-IgG1-WT抗体----
αTIGIT-IgG4-WT抗体----
Tiragolumab抗体Roche--
EasySep分离试剂盒STEMCELL--
CellTrace Violet染料InvitrogenC34571
人IL-2NovoproteinC013
人IL-15PeproTechGMP200-15
Annexin V/PI染色Yeasen40304ES60
无叠氮化物人IgG-FcAthens Research and Technology--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
MC38肿瘤模型中的抗体疗效评估
小鼠品系(Tigith/h, Tigith/m),肿瘤细胞系(MC38),抗体类型(hIgG, αTIGIT-IgG1-WT, αTIGIT-IgG1-ADCC, αTIGIT-IgG4-WT, tiragolumab),给药剂量(20 mg/kg),给药时间(肿瘤接种后第6、9、12、15天)
阅读提示:Methods: In vivo tumor models(如存在);Figure 2C, D, H
scRNA-seq和scTCR-seq分析
样本处理(MC38肿瘤接种Tigith/h小鼠),抗体处理(hIgG, αTIGIT-IgG1-WT, αTIGIT-IgG1-ADCC),肿瘤浸润CD3+ T细胞分选,测序平台和分析流程
阅读提示:Methods: Collection of public scRNA/TCR-seq data; Clustering and annotation; Figure 3A, B, C, G, H, I, J, K
体外ADCC实验
靶细胞(Jurkat-TIGIT-GFP, PD-1high/PD-1low Tregs),效应细胞(人/小鼠NK细胞),效靶比(3:1, 1:2, 4:1),抗体浓度,细胞因子浓度(hIL-2 500 IU/mL, hIL-15 10 ng/mL), 共培养时间
阅读提示:Methods: Primary NK cell-based in vitro ADCC assay; Figure 2B, 3E, 3F
irAE模型
小鼠品系(新生Pdcd1/Ctla4/Tigith/h小鼠),抗体(αPD-1, αCTLA-4, αTIGIT-IgG1-ADCC, tiragolumab),给药剂量(100 µg/抗体/小鼠),给药时间(出生后第10、13、16、19天)
阅读提示:Methods: irAE model and histopathology analysis; Figure 6F, G, H, I
患者样本分析
患者队列(NSCLC),样本类型(肿瘤组织),分析方法(流式细胞术, scRNA-seq),关键指标(TIGIT, CD226表达,Treg克隆性)
阅读提示:Results部分关于NSCLC患者样本分析的内容;Figure 1