腫瘤微環境的免疫抑制是腫瘤免疫治療的主要障礙。干擾素刺激因子（STING）激動劑可以觸發炎癥性的先天免疫反應，有可能克服腫瘤的免疫抑制。雖然STING激動劑可能有望成為潛在的癌癥治療藥物，但是腫瘤對STING單一療法的耐藥性已經在臨床試驗中出現，其機制尚不清楚。
2023年9月4日，天津醫科大學腫瘤醫院任秀寶教授團隊在Theranostics（IF=12.4）上發表題為“Blocking Tim-3 enhances the anti-tumor immunity of STING agonist ADU-S100 by unleashing CD4+ T cells through regulating type 2 conventional dendritic cells”的文章。
本實驗使用小鼠腫瘤模型，測量了STING激動劑ADU-S100（S100）和抗T細胞免疫球蛋白和粘蛋白結構域-3抗體（αTim-3）的體內抗腫瘤免疫效果。利用流式細胞術檢測了腫瘤特異性T細胞的激活和腫瘤微環境的改變。同時測量了樹突狀細胞（DC）的成熟和功能，以及CD4+ T細胞在聯合治療中的重要性。此外，還通過體外實驗驗證了S100對CD4+ T細胞的影響。最后，進一步評估了在人類腫瘤樣本中高表達Tim-3的常規樹突狀細胞（cDC）2對生存或治療效果的影響。
S100通過激活cDC1增強了CD8+ T細胞的反應，但未能啟動cDC2。在機制上，S100的給藥導致了小鼠和人類cDC2（Tim-3+cDC2）中Tim-3的上調，這具有免疫抑制作用。Tim-3+cDC2抑制了CD4+ T細胞，并減弱了CD4+ T細胞驅動的抗腫瘤反應。S100與αTim-3的聯合治療有效地促進了cDC2的成熟和抗原呈遞，釋放了CD4+ T細胞，從而降低了腫瘤負擔，延長了生存。此外，人類腫瘤微環境中Tim-3+cDC2的高百分比預示著不良的預后，而Tim-3+cDC2的豐度可能作為CD4+ T細胞質量的生物標志物和免疫治療反應性的貢獻指標。
這項研究證明了阻斷Tim-3可以通過調節cDC2來增強STING激動劑ADU-S100的抗腫瘤免疫效果，釋放CD4+ T細胞。它還揭示了ADU-S100單一療法的內在障礙，同時提供了一種克服腫瘤免疫抑制的聯合策略。
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實驗部分
本實驗收集了58例接受新輔助化療（NAC）或新輔助培溴利珠單抗聯合化療（NAPC）治療的肺癌患者的腫瘤標本。使用TissueGnostics公司TissueFAXS Spectra全景多光譜組織掃描定量分析系統獲取圖像。獲取到圖像利用StrataQuest軟件進行定量分析，評價腫瘤浸潤性TIM-3+CDC2或CD4+T細胞與療效的關系。
Panel? : CD11c、CD1C、Tim-3、CD4、Foxp3和DAPI
為了驗證在DC上表達的Tim-3對CD4+ T細胞的負向調控作用，文章作者對Tim-3+?cDC2 和 CD4+?T的作用關系進行了分析，并參考主要病理反應（MPR）作為臨床特征指標進行作用關系評估。
考慮到在免疫作用中CD4+T細胞處于cDC2的下游，其存在的相互作用在傳統意義上只能通過整體水平進行粗略評估，但是無法精準量化，故此次本文作者借助于Tissue Cytometry技術對Tim-3-cDC2/Tim-3+cDC2 和 CD4+ T/Treg細胞的分布進行了空間定量分析。研究者根據文獻記載，采用泊松分布原理，將Tim-3-cDC2/Tim-3+cDC2半徑（r = 30 μm）內的CD4+T細胞的分布密度進行比較，發現在 NAC 和 NAPC 患者中，與 Tim-3-cDC2 相比，Tim-3+cDC2 周圍的 CD4+ T 細胞顯著減少，代表CD4+ T 和 Tim-3+cDC2 之間細胞接觸的可能性降低。這個分析結果啟發性的為Tim-3+cDC2腫瘤患者預后不良的關系提供了初步的證據，“急需相關臨床試驗證實“——作者在文中寫道。
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大部分現有的技術是利用空間坐標方法，對細胞空間生物學信息進行研究，但是當細胞呈梭形或不規則形態時，細胞中心點就無法代表其真實的組織形態輪廓，導致分析結果出現偏差。Tissue Cytometry技術與其他技術不同，采用組織原位真實的細胞形態、輪廓，通過原始成像結果中真實像素距離運算作為距離分析基礎，這樣不但可以獲得真實細胞的距離關系，更可以通過組織-細胞形態計算其微環境分布水平，讓分析結果更加精準可靠。
Figure 1 高比例TIM-3+cDC2預示腫瘤患者預后不良
(A)治療后肺癌樣本的多重免疫熒光圖像
(B)接受NAC或NAPC治療的患者的MPR百分比的比較。接受NAC或NAPC治療的MPR或非MPR患者的(C)Tim-3+cDC2或(D)CD4+T細胞的比較。
(G-I) 采用空間分析方法，計算參考細胞周圍30μm半徑范圍內感興趣細胞的密度，并進行圖示。與NAC和NAPC患者中Tim-3+cDC2細胞相比，Tim-3-cDC2細胞周圍30μm范圍內的 (H) CD4+ T細胞和 (I) Treg細胞密度如下。