肿瘤微环境中，持续抗原刺激引起T细胞耗竭，高表达多种抑制性受体、增殖受损、代谢异常，尽管PD-1阻断疗法表现出一定抑瘤效应，但在多数实体瘤中疗效欠佳。耗竭T细胞具有渐进分化和异质性的特征，耗竭前体T细胞可自我更新，有更强的重编程性，PD-1阻断治疗后扩增，并最终分化为终末耗竭T细胞，丧失对PD-1抑制剂响应性。基于DNA去甲基化药物地西他滨能够增强T细胞杀伤活性，该团队在复发难治性霍奇金淋巴瘤中开展系列临床试验，观察到地西他滨与PD-1抑制剂联合治疗能够显著提升肿瘤完全清除率，此创新疗法已写入中国淋巴瘤诊疗指南。然而，表观遗传途径干预增强PD-1抑制剂抗瘤疗效的具体细胞学与分子调控机制依然不清楚。
2023年2月28日，解放军总医院第一医学中心生物治疗科韩为东/聂晶团队与军事医学研究院伯晓晨/陈河兵团队在Journal of clinical investigation期刊发表了题为：Decitabine-priming increases anti-PD-1 antitumor efficacy by promoting CD8+progenitor exhausted T-cell expansion in tumor models的研究论文。
该研究发现低剂量DNA去甲基化药物地西他滨联合PD-1抑制剂通过维持AP-1家族转录因子JunD表达与活性而促进CD8+耗竭前体T细胞扩增，从而获得更强效且持久抗肿瘤活性。
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为探讨表观遗传药物干预能否增强PD-1抑制剂的抗肿瘤效能，首先，研究团队将低剂量地西他滨预处理的OT-I小鼠来源CD8+T细胞在体外与MC38-OVA肿瘤细胞共培养，或将T细胞输注同源的MC38-OVA荷瘤小鼠，均发现地西他滨与PD-1抑制剂联合处理组，CD8+T细胞对肿瘤的特异性杀伤活力显著增强。
随后，为阐明地西他滨介导的增效作用是否通过对CD8+耗竭前体T细胞调控而实现的，研究团队分别分选了地西他滨处理后的CD8+耗竭前体T细胞与终末耗竭T细胞，再给予PD-1抑制剂。研究发现，地西他滨修饰后的CD8+耗竭前体T细胞联合PD-1抑制剂后扩增能力与效应功能明显增强，而地西他滨并不能重塑终末耗竭T细胞使产生免疫治疗响应性。进一步，在多种移植瘤小鼠模型中，研究团队观察到地西他滨与PD-1抑制剂联合治疗抗瘤作用显著增强，并证实体内亦通过激活肿瘤浸润CD8+耗竭前体T细胞而获得更强更持久的抑瘤作用。
为了进一步探究DNA去甲基化药物地西他滨干预增强PD-1抑制剂抗瘤作用分子机制，研究团队分选了各实验组小鼠肿瘤浸润T细胞，进行染色质可及性测序(ATAC-seq)、单细胞转录组测序（scRNA-seq）和匹配的单细胞T细胞受体测序（scTCR-seq）。多组学数据证实了地西他滨与PD-1抑制剂联合治疗增强CD8+耗竭前体T细胞的克隆扩增，且TCR多样性增加。联合用药组CD8+耗竭前体T细胞，染色质开放性和转录层面都表现出与T细胞效应、记忆功能相关特征的上调，而与耗竭相关特征的下调。
值得注意的是，与PD-1抑制剂单一疗法相比，联合用药组CD8+T细胞中AP-1转录因子家族成员JunD表达水平显著增加，而且AP-1家族的基序（motif）在联合治疗后新开放的染色质区域中高度富集。通过结合公共数据、构建转录调控网络和实验验证，研究团队发现PD-1抑制剂处理后，CD8+T细胞中JunD及其靶基因含量降低，而联合治疗可以维持其表达水平。
接下来，研究团队证实了AP-1/JunD信号通路在联合治疗提高抗瘤效应中的重要作用。首先，小鼠体内实验和回输实验的单细胞数据一致显示，JunD表达水平较高的细胞也表现出较高的T细胞激活特征。此外，当CD8+T细胞中JNK/AP-1信号通路活性被抑制时，联合治疗诱导的T细胞杀瘤效能显著降低；而使用JNK激活剂，同样观察到PD-1抑制剂增敏效应。
最后，研究团队采用CRISPR-Cas9技术构建JunD敲除的CD8+T细胞，发现细胞增殖活力减低，且对联合用药的响应性显著下降。由此证明，PD-1阻断治疗后JunD下调可损害T细胞的长期抗瘤活性，而地西他滨联合方案通过维持AP-1/JunD通路的活性而增强CD8+耗竭前体T细胞的扩增与效应功能，进而产生高效、持久抗肿瘤免疫反应性（图1），提示对于临床实践中PD-1抑制剂单药治疗抵抗，尤其是治疗后JunD表达降低的肿瘤患者，使用该联合疗法有望临床获益。
联合治疗增强抗瘤作用机制的模式图
解放军总医院生物治疗科聂晶研究员、韩为东教授和军事医学研究院陈河兵副研究员为论文的共同通讯作者。论文第一作者是解放军总医院生物治疗科李祥技师和军事医学研究院博士生李雅儒。
