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摘要：干细胞样中心记忆性T细胞(Stem Memory T cells ,TSCM)属于T细胞的早期分化阶段，是一种具有干细胞自我更新能力和多种分化 功能的T细胞亚群，对免疫记忆的维持具有重要作用，也是进一步提高嵌合抗原受体T细胞(chimeric antigen receptor T cells, CAR-T)治疗临 床疗效的重要细胞亚群。利用TSCM细胞构建的CAR-TSCM细胞，其抗肿瘤作用明显优于CAR-T细胞。但是，TSCM细胞较难获得，且在 刺激扩增中易分化为T细胞其他终末亚群，限制了 TSCM在肿瘤淋巴细胞治疗中的临床运用。本文重点回顾对TSCM的免疫学特性及近年来 的研究进展。
关键词：TSCM细胞；CAR-T细胞疗法；肿瘤；细胞分化
本文引用格式：郑武燕，家婷，赵日，等.干细胞样中心记忆性T细胞的研究进展[J].世界最新医学信息文摘,2019,19(30):117-118,123.
Research Progress of Stem Memory T Cells in CAR-T therapy
ZHENG Wu-yan1, JIA Ting3, ZHAO Ri\ CAO Qian4, DENG Cai-yun4, ZHENG Ya-wen4, LI Huar
(1. School ofB asi c Medicine, Chengdu University cfTCM, Chengdu Sichuan; 2. Department of Oncology, The General Hospital of We stern TheaterCommand, Chengdu Sichuan; 3.Southwest Jiaotong University, Chengdu Sichuan; 4. Chengdu Medical College, Chengdu Sichuan)
ABSTRACT: Stem Memory T cells (TSCM), a T cell subset with stem cell self-renewal ability and multiple differentiation functions, belongs to the early differentiation stage of T cells, which plays an important role in the maintenance of immune memory and hopefully further enhances the efficacy of chimeric antigen receptor T cells (CAR-T) therapy. The anti-tumor effect of CAR-TSCM cells was significantly better than that of CAR-T cells. However, the number of TSCM cells is limited. During the in vitro expansion of T cells, this subset cells is easily differentiated into other terminal subsets of T cells, resulting in a decrease proportion of TSCM in the CAR-T cells transfused into the patient, the weak antitumor activity and shortened immunological memory. That limits the clinical efficacy of tumor lymphocyte therapy, including CAR-T therapy. At present, research on the characteristics and in vitro proliferation of TSCM cells has become a hot topic. This article will mainly introduce the research progress of TSCM and its application in CAR-T therapy.
KEY WORDS： TSCM; CAR-T Therapy; Tumor; Cell differentiation
0引言
肿瘤免疫细胞治疗已显示出令人瞩目的疗效，带来有望全 面治愈肿瘤的新希望。目前的肿瘤免疫细胞治疗主要有基因编 辑的T细胞受体嵌合型T细胞(TCR-T)治疗[4]和嵌合抗原受体 T 细 胞(Chimeric Antigen Receptor Engineered T-cell, CAR-T) 治疗(5.6)等。TCR-T"和CAR-T[12'14]都是通过基因改造技 术提高T细胞对特异性癌症细胞抗原的识别能力和进攻能力 〔W6】，均是CD8+ T细胞活化为细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxic lymphocyte, CTL )，利用其特异性杀伤靶细胞的特性来清除肿瘤 细胞。目前CAR-T细胞治疗B细胞来源的血液肿瘤最为瞩目， 各种CAR-T临床研究如火如荼，并取得了较好的疗效。
然而，研究发现：过强的刺激活化所获得的扩增T细胞或 CAR-T细胞，多是终末阶段的效应性T细胞(Effector T cell, TE)，增殖能力和免疫记忆能力弱，不能发挥长期的抗瘤效果[17' 19]o而维持免疫记忆非常重要的记忆型T细胞(Memory T cells, TM)却因为体外较强的刺激活化而比例低。如何提高蔚瘤免疫 细胞治疗中回输患者的T细胞中TSCM的比例，以增强T细胞 治疗的长期疗效，目前已成为一个关注点。本文回顾TSCM的免 疫学特性、体外扩增诱导技术及CAR-T临床治疗研究进展进行 总结，希望对未来的CAR-T治疗研究有所帮助。
1 TSCM细胞的生物学特性
1.1 TSCM属于TM细胞，具有免疫记忆功能
获得性免疫系统对病原体或肿瘤产生特异性免疫应答的重 点是长期存活的自我更新能力的TM细胞，这是体内抗原特异 性免疫应答的核心基础。TN细胞表达CD45RA+CD95-,在淋 巴结中遭遇抗原刺激后，成为TM细胞。TM可进一步分为中央 记忆性T细胞(central memory T cells, TCM)和效应记忆性T细 胞(effector memory T cells, TEM)[20,21]o TEM 具有外周组织归巢 特性，可经过有限次数的分裂便能从祖细胞进入到终末分化状 态。随后，比TCM更为早期的干细胞样记忆性T细胞(memory stem T cells, TSCM)被发现，此其表型为 CD3+CD8+CD45RO- CCR7+CD45RA+CD62L+CD27+CD28+IL7Ra+CD95+o TSCM 细 胞是TN细胞受到抗原刺激活化后经过几轮分裂的最早期分化 阶段细胞亚群。TSCM细胞比TN细胞相比，接触过抗原，已具有 免疫记忆能力，当再次遇见相同抗原时具有快速效应能力，实验 表明仅4小时TSCM细胞便能产生IFN-丫、IL-2和肿瘤坏死因 子TNF-a[22]o TSCM细胞在抗原清除后仍比其它记忆性细胞存 活更长,并长期稳定存活，提示凡激发细胞免疫的治疗策略都应 关注TSCM细胞的产生囚】。在HIV慢性感染中也观察到CD8+ TSCM细胞与HIV慢性感染的良好预后呈显著相关SI。在单 倍型造血干细胞移植中，患者移植14年后仍能检测到患者体内 TSCM细胞，说明该细胞亚群对于免疫长期记忆的维持具有非常 重要的作用网。
1.2 TSCM具有干细胞特性
尽管TSCM具有多种传统记忆细胞的多种功能，但它也表现 出大量的幼稚样细胞的表型[25]O TSCM是包括TCM在内的所有 记忆性T细胞的祖细胞，显示出超强的自我更新能力，在体外可 以分化产生多种记忆性细胞亚群，重建各类记忆性和效应T细 胞[261o近年，意大利米兰San Raffaele科学研究所Chiara Bonini 团队发现TSCM的主要作用是维系体内记忆性T细胞的扩增和 存活仅7】。随后，英国Becca Asquith团队研究表明TSCM有两个 能量迥然不同的亚群：一个亚群更新快速，半衰期为5个月；另 一个亚群半衰期大约为9年，构成记忆应答的长寿命。后者表 现出高度自我更新能力，在人一生的15%时间都处于不死亡不 分化的稳定状态[28]o
1.3 TSCM具有更强的抗肿瘤效应
TSCM作为适应性免疫应答形成和维持的关键细胞亚群， 具有较TEM细胞更强的增殖能力和免疫记忆维持能力，以及 TEM细胞所不具备的T细胞重建能力。相关研究表明，相较于 易失效的TEM细胞，TSCM在体外或回输体内后均保持较高的 自我更新和分化增殖能力，其抗肿瘤作用优于TE细胞【29】。Luca Biasco团队研究证明TSCM回输体内后，可以持久稳定表达基 因表型，并在体内保持正常的细胞活性长达12年図\可以持续 高效的发挥T细胞的抗肿瘤作用。EB病毒感染的肿瘤模型中 TSCM比传统的活化T细胞表现出更强的抗肿瘤特性E】。有研 究证明，激活Wnt信号通路,运用基因改造技术产生的间皮素特 异性的TM细胞，通过分选得到的TSCM.TCM细胞和TEM细胞 分别回输至肿瘤小鼠体内后，TCM细胞和TEM细胞回输的小鼠 在治疗40天后肿瘤复发而死亡，而TSCM回输的小鼠治疗后肿瘤清除并存活，证明TSCM回输体内后的抗肿瘤作用优于TCM 和 TEM[26]O
1.4 TSCM的体外诱导培养
TSCM细胞在人体内含量很低，仅占外周血所有CD4+和 CD8+ T细胞总数的2-4%
o实验检测发现：每250个外周单 核细胞中有1个CD4+ TSCM细胞，每500-1000个外周单核 细胞中有1个CD8+ TSCM细胞 作2"ieri等人证实体外可 将幼稚T细胞TN在GMP临床级别条件下诱导产生TSCM细 胞。作者用抗CD3和抗CD28包被的磁珠活化TN,并加入低 剂量的IL-7和IL-将 可以产生具有TSCM细胞的细胞表型 CD45RA+CD62L+CCR7+CD95+ T细胞，获得了临床使用数量级 的TSCM细胞，极大推动了 TSCM迈向临床的步伐3】。Enrico Lugli和同事更系统向大家提供了体外有效扩增TSCM细胞的 方法:刺激可用CD3/CD2/CD28特异性抗体包被的磁珠;或采用 已包被抗CD3单抗的培养板培养细胞，并加上可溶性抗CD28 单抗NHP或者加入IL-7和IL-15细胞因子。体外使用白介素 7(IL-7)可优先扩增CD4+ T细胞，而CD8+ T细胞的体外扩增则 需要IL-7和白介素15(IL-15)的联用。单独使用白介素2(IL- 2)、IL-15、IL-7诱导培养的TSCM比例分别为20%.20-30%和 50%左右,IL-7/IL-15联合使用培养的TSCM比例为55-60% 左右[33, 34]
o IL-7和IL-15的联用虽然在扩增数量不及其他 刺激方案，但可维持较高的干细胞表型。Gattinoni和同事随后 在此基础上进一步利用糖原合成酶GSK-3P抑制剂TWS119靶 向Wnt/p-连环素信号通路，抑制mTORCl,将幼稚TN细胞更 多分化为TSCM细胞"I。TCM在诱导阶段与OP9-hDLLl(表达 Notch配体1的0P9细胞)共培养，在IL-7和IL-15条件下，也 可以诱导产生TSCM细胞
[31]o
2 TSCM的抗肿瘤治疗
TSCM可以表达多种T细胞表面标志和记忆性抗原，具有杀 伤肿瘤细胞的作用，在临床上可以用于肿瘤或其他免疫性疾病 的治疗。临床研究证明，回输体内的TSCM细胞不断增殖，可以 长期发挥较强的抗肿瘤作用；同时，TSCM回输在成人和儿童体 内，其抗肿瘤功能无明显差别日气并且可在体内维持细胞活性长 达数十年之久。亦有研究发现，临床协同使用细胞因子白介素 6(IL-6)，可以减轻TSCM回输体内后引起的细胞因子释放综合 征(CRS),以达到持久高效安全的抗肿瘤作用的目的"I。在EB 病毒转化肿瘤小鼠模型中，利用TCM和0P9-hDLLl共培养以 及IL-7和IL-15联合诱导产生的EB病毒特异性iTSCM细胞比 传统的活化T细胞表现岀更强的抗肿瘤特性，提示基于iTSCM 的过继性T细胞治疗将是一个有希望的肿瘤免疫治疗策略
[31]o
基于T细胞构建的Car-T细胞，其抗肿瘤作用与回输体内 的T细胞活力紧密相关【36]。目前，临床上回输的CAR-T细胞 多以T细胞分化终末阶段的TE细胞为主。在体内或体外TE 细胞的增殖和存活能力均低于TSCM,难以发挥持久高效的抗 肿瘤作用"。利用TSCM构建的CAR-TSCM细胞比T细胞构 建的CAR-T细胞具有更持久有效的抗肿瘤作用El。有研究分 析了 14位接受自体CD19.CAR-T细胞治疗的患者体内T细胞 扩增情况，发现均与TSCM细胞相关。临床模型表明用IL-7和 IL-15联用培养的CD19.CAR-T细胞，其回输的TSCM细胞比 例较高，抗肿瘤活性更强
[35]o Sabatino团队将抗-CD3/CD28抗 体刺激活化TN细胞，采用细胞因子IL-7. IL-21和TWS119联 合培养，获得了高比例TSCM细胞，构建临床级别的CAR-TSCM 细胞，其在体内抗肿瘤实验和小鼠存活实验中，抗肿瘤作用均优 于CAR-T细胞【39】。总之，动物模型与临床试验均显示:TSCM 或者以TSCM构建的CAR-T细胞的持续抗肿瘤作用均优于其 他T细胞亚群或其他T细胞亚群构建的CAR-T细胞。
3结语
综上所述，鉴于TSCM独特的细胞生物学特性，基于TSCM 细胞为主的过继性肿瘤免疫细胞治疗将是未来提升临床治疗疗 效的具有很大前景的策略。由于天然的TSCM细胞含量极低，如 何进行体外诱导与扩增以获得临床数量级的高比例TSCM正是 目前亟待突破的技术难点。
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