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日前，中國科大生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部魏海明教授課題組與附一院血液內(nèi)科孫自敏教授、朱小玉教授團隊合作，在急性髓系白血病（AML）異基因造血干細胞移植（allo-HSCT）后復(fù)發(fā)機制與干預(yù)措施研究方面取得重要進展。8月18日，相關(guān)研究結(jié)果以“GARP-mediated active TGF-β1 induces bone marrow NK cell dysfunction in AML patients with early relapse post-allo-HSCT”為題在線發(fā)表于血液學(xué)領(lǐng)域國際頂級期刊《Blood》上（影響因子25.5）。該研究不僅揭示了AML接受allo-HSCT后早期復(fù)發(fā)的機制，還為防止AML患者移植后復(fù)發(fā)提供新的思路和策略，對進一步提高allo-HSCT的療效和推動其廣泛應(yīng)用具有重要指導(dǎo)意義。

AML是成年人最常見的急性白血病，預(yù)后較差。Allo-HSCT是目前唯一的治愈方式。然而，移植后原發(fā)病復(fù)發(fā)仍是導(dǎo)致患者進行allo-HSCT后死亡的最主要原因（占50%以上）。對移植后復(fù)發(fā)的AML患者而言，治療手段非常有限，且復(fù)發(fā)的機制亟待闡明。中國科大附一院血液內(nèi)科在造血干細胞移植，尤其是臍帶血移植治療惡性血液病的臨床應(yīng)用中有著豐富的經(jīng)驗，學(xué)科孫自敏教授、朱小玉教授團隊與魏海明教授課題組合作，對AML接受allo-HSCT后早期復(fù)發(fā)的機制和干預(yù)措施進行了研究。

腫瘤細胞的免疫逃逸機制一直是國際關(guān)注的重大問題。自然殺傷（NK）細胞在腫瘤的免疫監(jiān)視過程中起到重要作用。在造血干細胞移植后NK細胞是最早重建出的淋巴細胞，因此移植后早期主要依靠NK細胞行使免疫監(jiān)視功能。但腫瘤微環(huán)境中存在著多種可能導(dǎo)致NK細胞功能受損的機制，如TGF-β1。在該項研究中，研究人員通過對allo-HSCT后復(fù)發(fā)AML患者的骨髓標本進行分析，發(fā)現(xiàn)活化型TGF-β1水平顯著升高。與此同時，研究人員發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)患者骨髓NK細胞數(shù)目及比例顯著低下，NK細胞的mTOR活性降低、線粒體氧化磷酸化水平減弱，抗腫瘤功能受損。并且NK細胞產(chǎn)生效應(yīng)分子的能力與活化型TGF-β1水平呈現(xiàn)顯著負相關(guān)關(guān)系。此外，當體外使用活化型TGF-β1處理非復(fù)發(fā)患者骨髓NK細胞可以顯著抑制NK細胞抗腫瘤功能。

為了證明TGF-β1的活化機理，研究人員系統(tǒng)分析了GARP分子表達的變化，證明復(fù)發(fā)患者骨髓中CD4+ T細胞表面高表達GARP。并且發(fā)現(xiàn)其表達水平與活化型TGF-β1成正相關(guān)關(guān)系。繼而通過將骨髓CD4+GARP+ T細胞聯(lián)合無活性的latent TGF-β1與NK細胞共培養(yǎng)后，證明CD4+GARP+ T細胞能夠激活latent TGF-β1成為活化型TGF-β1，從而抑制NK細胞抗腫瘤能力。研究人員首次報道了復(fù)發(fā)AML患者骨髓NK細胞的調(diào)節(jié)機制。

為了探究抑制TGF-β1信號通路能否恢復(fù)骨髓NK細胞的抗腫瘤功能，研究人員向復(fù)發(fā)患者骨髓NK細胞培養(yǎng)時加入TGF-β1的中和抗體，以及TGF-β1/ TGF-βR1信號阻斷劑Galunisertib，該阻斷劑為美國FDA批準用于治療部分實體瘤的藥物。發(fā)現(xiàn)均能夠顯著恢復(fù)因TGF-β1所抑制的NK細胞功能。最后研究人員通過構(gòu)建白血病小鼠模型，在體內(nèi)實驗中進一步證明了GARP+CD4+ T細胞能夠活化TGF-β1，且活化型TGF-β1可以抑制NK細胞的抗腫瘤能力。當阻斷TGF-β1/ TGF-βR1信號途徑后則能夠顯著恢復(fù)NK細胞的效應(yīng)功能，抑制腫瘤的生長。

CD4+ T細胞通過GARP激活TGF-β1并介導(dǎo)骨髓NK細胞失能

綜上所述，該研究發(fā)現(xiàn)allo-HSCT后的AML患者腫瘤微環(huán)境中CD4+T細胞通過激活TGF-β1從而抑制骨髓NK細胞的抗腫瘤功能，導(dǎo)致白血病復(fù)發(fā)。該研究的創(chuàng)新性體現(xiàn)在：CD4+ T細胞表面的GARP介導(dǎo)了TGF-β1的活化，從而抑制骨髓NK細胞的效應(yīng)功能；在白血病小鼠模型中發(fā)現(xiàn)通過阻斷TGF-β1/ TGF-βR1信號能夠明顯恢復(fù)NK細胞介導(dǎo)的抗白血病應(yīng)答能力。Blood雜志審稿人認為該項研究極大地提高了對移植后早期復(fù)發(fā)的AML患者骨髓NK細胞功能障礙機制的理解。

魏海明教授與孫自敏教授、朱小玉教授為論文的共同通訊作者。中國科大生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部田志剛教授指導(dǎo)了本課題的研究工作。中國科大附一院血液內(nèi)科助理研究員、生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部王冬耀博士為論文第一作者。中國科大附一院輸血科主任劉會蘭、檢驗科主任祝懷平，中國科大傅斌清教授、鄭小虎研究員等參與本項研究工作。

該研究工作獲得了中國科學(xué)院、國家自然科學(xué)基金委、“科大新醫(yī)學(xué)”及中國博士后科學(xué)基金等項目經(jīng)費支持。

文章鏈接：https://ashpublications.org/blood/article/doi/10.1182/blood.2022015474/486316/

（生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部、附屬第一醫(yī)院、科研部）