肿瘤靶向高穿透性T淋巴细胞的构建及其联合放疗对胃癌治疗的评价

Poor infiltration of activated lymphocytes into tumors represents a fundamental factor limiting the therapeutic effect of adoptive cell immunotherapy and checkpoint blockade immunotherapy. A tumor-penetrating peptide, iRGD, has been demonstrated to initiate a bulk transcytosis pathway that functions to deliver drugs into tumor tissues through the engagement of neuropilin-1. In this study, we modified T cells with iRGD for the first time and focused on the following aspects: 1) evaluating the tumor infiltration capacity of iRGD modified lymphocytes in 3D models, gastric cancer abdominal dissemination model and subcutaneous tumor model; 2) evaluating the antitumor efficiency of iRGD modified lymphocytes in 3D models and gastric cancer abdominal dissemination model; 3) exploring the best combined radiotherapy mode to further enhance the anti-tumor effect of T lymphocytes；4) exploring the mechanism of action of iRGD on T cells infiltration and the combined action mechanism with radiotherapy.

活化的T淋巴细胞不能有效靶向穿透到肿瘤实质，成为限制过继性细胞疗法发挥有效抗肿瘤作用的最关键因素之一。iRGD是一个小分子肿瘤靶向穿透肽，已证实该分子可以通过与受体神经纤毛蛋白-1结合，启动细胞转运途径，将小分子药物递送至肿瘤组织。在本研究中，我们首次将iRGD修饰在T淋巴细胞表面，从以下几个方面进行研究：1）在体外3D模型、胃癌腹腔播散模型以及皮下瘤模型中，探讨了这个环肽是否同样可以促进T淋巴细胞浸润到肿瘤组织实质；2）在体外3D模型、胃癌腹腔播散模型中，验证iRGD修饰T淋巴细胞的抗肿瘤效果；3）探索最佳联合放疗模式，进一步提高T淋巴细胞抗肿瘤作用；4）对iRGD作用机制以及与放疗联合作用机制进行初步探讨。

研究目的：.近年来，以CAR-T为代表的细胞疗法为肿瘤治疗带来革命性改变，然而，大多数实体肿瘤患者并不能从细胞治疗中获益。活化的T淋巴细胞不能有效穿透到肿瘤实质，成为限制过继性细胞治疗发挥抗肿瘤作用的最关键因素。iRGD是一个小分子肿瘤靶向穿透肽，已证实该分子可以将小分子药物递送至肿瘤组织。在本研究中，我们首次将iRGD修饰在T淋巴细胞表面，以期提高T淋巴细胞的肿瘤组织穿透性。.研究方法:.我们采用聚乙二醇-磷脂衍生物将iRGD修饰在T淋巴细胞表面；通过共聚焦成像、近红外活体成像、免疫组化评估iRGD修饰T细胞肿瘤靶向穿透力。以人脐静脉内皮细胞HUVEC为模型，研究iRGD对iRGD促进T淋巴细胞浸润的作用机制。通过流式、免疫组化评估放疗与T-iRGD联合的内在机制。构建胃癌腹腔播散模型，通过荧光素酶成像、生存时间及重要脏器HE染色，评估T-iRGD与放疗的协同抗肿瘤作用和治疗安全性。.结果：.流式结果证实iRGD成功修饰在T淋巴细胞表面，并且对T细胞的活力、表型、功能均未产生影响。体外肿瘤3D细胞球实验证实，只有 iRGD修饰的T淋巴细胞可以有效到达肿瘤细胞球中心。在胃癌腹腔瘤模型中，T-iRGD组肿瘤组织荧光信号强度明显强于另外两组。在胃癌皮下瘤模型中，T-iRGD组肿瘤组织中浸润的细胞数量可达单独T细胞组的十倍。此外，在胃癌腹腔播散模型中，我们证实iRGD修饰与放疗有协同抗肿瘤作用，两者联合组肿瘤增长更慢，小鼠生存期更长。通过机制研究，我们发现iRGD可以通过内皮细胞间粘附分子VE-cadherin的酪氨酸磷酸化水平增加，促使细胞间连接打开，形成细胞间通道，T细胞得以穿过内皮细胞间隙进入肿瘤组织，此外iRGD可以促使血管内皮细胞形成VVOs，促进T细胞跨血管内皮细胞穿透进入肿瘤实质。.结论：.本实验通过采用一种操作简便、普适性强、无毒副作用的方式，将iRGD修饰在T淋巴细胞表面，增强T细胞的肿瘤组织靶向穿透能力。进一步，证实iRGD修饰与放疗有协同抗肿瘤作用，具有较好的临床应用潜力，为肿瘤过继细胞免疫治疗提供了新的治疗策略和手段。