基于头颈癌类器官生成肿瘤特异性T细胞用于过继性细胞治疗

头颈癌(HNC)在发展中国家男性中发病率较高，尤其在中南亚地区，其死亡率在所有癌症中排名第三。作为一种异质性疾病，HNC影响头颈部多个部位。尽管手术、放化疗等联合治疗已显著延缓疾病进展并延长患者生存期，但这些治疗常伴随严重副作用，严重影响患者生活质量。因此，迫切需要开发安全有效的新型治疗方法。

2025年6月12日，发表在Front Immunol上题为Generating tumor-specific T cells based on a head and neck cancer organoid for adoptive cell therapy 的研究旨在探索基于头颈癌类器官(HNCO)的体外共培养模型是否能够诱导外周血T细胞分化为肿瘤反应性T细胞，并评估这些T细胞对自体肿瘤类器官的杀伤活性。研究结果为利用该模型作为头颈癌过继性细胞免疫治疗(ACT)平台的可行性和有效性提供了理论和实验依据。

研究结果

1，头颈癌类器官模型建立与形态学验证。

研究成功建立了27个患者来源的HNCO模型，所有入组患者均诊断为原发性头颈癌，未接受过任何抗肿瘤治疗。HNCO在培养3-5天后形成100-150微米的球形结构，能够稳定扩增超过四代而无形态学变化。通过H&E染色和免疫组化分析，HNCO在形态学和组织学特征方面与亲本肿瘤组织密切相似，特别是在核异型性方面。免疫组化分析显示经典肿瘤标志物高表达，包括泛细胞角蛋白、肿瘤蛋白p53和Antigen Kiel 67，证实了组织病理学一致的HNCO的成功建立。

图1

2，共培养后IFN-γ和TNF-α水平显著增加。

为评估HNCO是否能诱导T细胞介导的抗肿瘤反应，将27个HNCO的单细胞与自体外周血淋巴细胞来源的T细胞共培养。HNCO单细胞在共培养前用IFN-γ和尼沃卢单抗(抗PD-1抗体)预处理，以增强抗原呈递并对抗PD-L1诱导的T细胞活化抑制。使用ELISA试剂盒检测第0天和第14天的上清样本中IFN-γ和TNF-α浓度。共培养14天后，23个共培养系统中IFN-γ和TNF-α水平显著增加，而其余4个系统保持不变。效应细胞因子IFN-γ和TNF-α对CTL的活化、分化和肿瘤杀伤活性至关重要，这些结果证实了HNCO能够有效诱导T细胞免疫反应。

图2

3，T细胞活化和肿瘤反应性标志物表达上调。

活化和分化的CD8+ T细胞表达特异性标志物，如CD107a和CD137。采用流式细胞术评估与HNCO共培养后CD8+ T细胞上CD107a和CD137的脱颗粒和细胞毒性表达。与ELISA结果一致，除HNCO21外，与22个患者来源HNCO共培养后CD8+ T细胞中CD107a和CD137表达上调，其中HNCO21未观察到显著增加。在某些患者样本中，CD8+ T细胞在2周共培养后表现出增强的肿瘤反应性和细胞毒性。例如，在HNCO6中，平均IFN-γ浓度从共培养前的17.48 pg/mL增加到14天后的206.6 pg/mL(约12倍)，TNF-α浓度从1.403 pg/mL增加到20.09 pg/mL(约14倍)。CD107a+细胞百分比从0.45%增加到10.4%，CD137+ CD8+ T细胞从0.20%增加到6.03%。

图3

4，诱导的CD8+ T细胞对成熟HNCO具有杀伤活性。

为确定诱导的CD8+ T细胞对自体成熟HNCO的细胞毒性，将这些细胞共培养24小时并评估肿瘤细胞活力。通过测量效应细胞与靶细胞(E/T)比例为1:1、2:1、5:1、10:1和20:1时24小时共培养后的肿瘤细胞活力，评估CD8+ T细胞毒性与E/T比例的关系。倒置显微镜显示随着E/T比例增加，肿瘤细胞裂解明显增加。CCK-8检测证实CD8+ T细胞在所有E/T比例下均介导肿瘤细胞杀伤，肿瘤杀伤效果随比例增加而增强。

图4

5，特异性肿瘤杀伤活性的荧光标记验证。

在20:1 E/T比例下进一步研究HNCO6和HNCO14共培养模型中CD8+ T细胞的肿瘤杀伤活性。对照组包括不含T细胞的培养基(NT)和未经预诱导的T细胞(UT)。CD8+ T细胞(CT)与成熟HNCO共培养导致HNCO6细胞死亡率为23.5%，HNCO14为5.07%，显著超过对照组。使用Calcein-AM/PI试剂盒染色，Calcein-AM标记活细胞，PI标记死细胞。荧光显微镜观察和ImageJ定量分析证实，诱导的CD8+ T细胞介导对成熟HNCO的特异性杀伤。这一结果表明体外培养的肿瘤反应性T细胞具有直接的抗肿瘤效应。

全文总结

本研究成功构建患者来源HNCO-T细胞共培养模型，有效诱导外周血淋巴细胞分化为高活性肿瘤反应性CD8+ T细胞，显著增强其肿瘤杀伤能力。模型精准复现患者肿瘤异质性及微环境，为个体化治疗提供宝贵平台。通过配对类器官与自体T细胞，实现个体化HNCO-T细胞共培养，为研究肿瘤-T细胞相互作用及评估免疫治疗敏感性提供有力工具。尽管临床疗效待验证，本研究仍为头颈癌ACT效应细胞扩增提供新方法及实验基础，推动T细胞培养方案标准化，助力临床转化。