实验室顾晓松院士、江春平教授及吴俊华教授团队发表研究成果：携带 ICOSL 溶瘤腺病毒激活 CD4+T 细胞，联合抗 PD-1/CAR-T 协同治疗结直肠癌

近期，济南实验室顾晓松院士、实验室副主任江春平教授及PI吴俊华教授团队揭示了传统溶瘤腺病毒（ADV）疗效欠佳与 ICOSL 表达下调及CD4⁺T细胞辅助功能受损相关，并成功开发出表达人源化 ICOSL 蛋白的重组病毒（ADV-hICOSL）以克服这一局限，为结直肠癌 （CRC）的溶瘤病毒治疗提供了创新的联合治疗策略和坚实的实验基础。该研究论文以“An ICOSL-armed oncolytic adenovirus activates CD4⁺ T cell to potentiate antitumor immunity and synergizes with anti-PD-1 or CAR-T cell therapy in colorectal cancer”在《BMC Medicine》（中科院一区TOP期刊，IF：8.7）发表。济南微生态生物医学省实验室与山东第一医科大学联合培养硕士研究生刘文萃（排名第一），南京大学医药生物技术全国重点实验室任宣奇、张誉馨，济南微生态生物医学省实验室与山东第一医科大学联合培养硕士研究生岳乾同为该论文共同第一作者，济南微生态生物医学省实验室为该论文第一完成单位。

结直肠癌（CRC）构成了巨大的健康负担和全球公共卫生挑战，近年来，癌症免疫疗法（尤其是免疫检查点阻断疗法和嵌合抗原受体（CAR）-T细胞疗法）已展现出针对多种恶性肿瘤的突破性疗效，然而，绝大多数结直肠癌患者无法从免疫疗法中获益，凸显了开发新型治疗策略以改善患者预后的迫切需求。

溶瘤病毒（OVs）不仅能直接裂解肿瘤细胞，还能引发全身性的抗肿瘤免疫反应。其中，ADV因其良好的安全性及临床适用性而成为广泛使用的代表性载体。然而，ADV在结直肠癌治疗中无法有效促进肿瘤微环境（TME）内CD4⁺T细胞的增殖。而CD4⁺T细胞对CD8⁺T细胞的完全激活、功能维持及记忆形成均起着关键作用，因此，解决CD4⁺T细胞增殖不足的问题成为提升ADV疗效的重要策略。

本团队首先探究了ADV-阴性对照（ADV-NC）在小鼠结直肠癌模型治疗中未能显著促进CD4⁺T细胞的增殖的机制。通过对肿瘤组织进行RNA测序（RNA-Seq）、流式细胞术检测以及分子细胞生物学实验，发现并证实ADV-NC在小鼠结直肠癌模型中具有一定的抗肿瘤活性，但无法有效增加CD4⁺T细胞数量。这一现象可能归因于ADV-NC诱导 TME 中 ICOSL 表达下调，从而剥夺了CD4⁺T细胞通过 ICOS 受体获得的关键共刺激信号，最终限制其增殖。

为克服ADV-NC在促进CD4⁺T细胞增殖方面的局限性，研究团队在ADV-NC骨架基础上构建了ADV- ICOSL，并证实ADV- ICOSL 感染的肿瘤细胞上清液中存在 ICOSL 表达，与ADV-NC病毒复制水平相当。与ADV-NC治疗组相比，ADV- ICOSL 治疗组能显著抑制CT26和MC38小鼠模型肿瘤生长并延长生存期，且未引起明显毒性反应；甚至在CT26模型中，部分接受ADV- COSL 治疗的小鼠观察到肿瘤完全消退。对肿瘤消退小鼠进行肿瘤再接种实验，结果显示再次接种肿瘤细胞后未形成新肿瘤，流式细胞术分析进一步显示，ADV- ICOSL 治疗组脾脏中效应记忆T细胞的比例显著增加，表明ADV- ICOSL 可产生强效的免疫记忆保护作用。此外，通过对主要器官进行H&E染色后，未观察到显著的器官损伤。

流式细胞术分析皮下CT26和MC38肿瘤模型 TME 中的免疫细胞群，与ADV-NC相比，ADV- ICOSL 治疗显著增加了TME中CD4⁺T细胞和CD8⁺T细胞的数量。抗CD4抗体清除导致的CD4⁺ T细胞缺失显著削弱了ADV- ICOSL 的抗肿瘤疗效，肿瘤体积增大和生存率下降，表明CD4⁺ T细胞对ADV- ICOSL 诱导的抗肿瘤效应至关重要。接下来，研究团队通过共培养实验以及流式细胞术发现并证实重组溶瘤腺病毒ADV- ICOSL 可激活肿瘤免疫微环境中的CD4⁺ T细胞，通过细胞间辅助作用增强CD8⁺ T细胞的增殖能力和细胞毒性，并最终发挥显著的抗肿瘤疗效。

借助分子生物细胞实验、小鼠体内实验、共培养实验以及流式细胞术实验，本研究揭示ADV- ICOSL 通过激活CD4⁺ T细胞中的PI3K/Akt通路促进其增殖，并经由下游 NF - κB 信号通路诱导IL-2分泌，从而增强CD8⁺ T细胞的增殖能力和细胞毒性，最终发挥强效抗肿瘤作用。

在免疫功能正常的MC38荷瘤小鼠模型中评估ADV- ICOSL与抗PD-1疗法或CAR-T疗法联用的协同抗肿瘤效果，显著增强抗PD-1疗法与CAR-T疗法的抗肿瘤疗效，展现出明显的协同增效潜力。

为进一步验证ADV- ICOSL 的临床转化潜力，本研究构建了携带人源 ICOSL 序列的重组ADV病毒株（命名为ADV-hICOSL），病毒功能验证、体外活性评估以及人源化模型中的体内验证的系统性验证结果显示，ADV-hICOSL在保持病毒核心功能和安全性的同时，能有效增加含重建免疫系统和 NKG 小鼠来源人源化肿瘤组织的双人源化 CDX 模型和患者来源的异种移植（PDX）模型 TME 中CD4⁺T细胞和效应性CD8⁺T细胞的数量，从而发挥显著的抗肿瘤作用，并为后续临床应用开发提供支持。

同时团队表明，本研究在安全性评估方面尚且存在些许局限，在将安全性特征及临床转化潜力外推至实际应用时需谨慎。此外，在机制研究方面，本研究主要聚焦于CD4⁺和CD8⁺T细胞的作用，而未深入探讨树突状细胞（DCs）在ADV- ICOSL 抗肿瘤效应中的作用。有必要开展进一步研究以阐明其他免疫细胞亚群（DCs）对ADV- ICOSL 抗肿瘤疗效的贡献

综上所述，本研究揭示传统溶瘤腺病毒的疗效欠佳与 ICOSL 基因表达下调及CD4⁺ T细胞辅助功能受损密切相关；新型溶瘤腺病毒ADV- ICOSL 通过激活CD4⁺ T细胞中的PI3K/Akt- NF - κB –IL-2信号通路重塑TME；ADV- ICOSL 与抗PD-1免疫疗法或CAR-T疗法联用时可产生显著的协同抗肿瘤效果；在 PDX 和 CDX 模型中，ADV-hICOSL能有效促进CD4⁺ T细胞和 GZMB ⁺ CD8⁺ T细胞的浸润，实现强效肿瘤抑制且安全性良好。有力证实了ADV- ICOSL 是溶瘤病毒治疗的潜力候选方案，并为改善结直肠癌治疗效果提供了创新的联合治疗策略。

机制展示图：ADV- ICOSL 发挥抗肿瘤作用的机制涉及激活CD4⁺T细胞中的PI3K/Akt- NF - κB 信号通路，该通路可促进IL-2分泌，从而增强CD8⁺T细胞的增殖能力和杀伤肿瘤能力。

科研启发：破解传统疗法局限需聚焦肿瘤微环境关键分子缺陷，以免疫共刺激通路为靶点优化溶瘤病毒设计；同时应深挖免疫细胞间交互调控机制，兼顾疗效与安全性，重视联合治疗策略开发。该研究也提示，基础机制解析是临床转化的核心支撑，需完善模型验证与长期毒性评估，为实体瘤免疫治疗创新提供可借鉴的研究范式。

济南微生态生物医学省实验室江春平教授、吴俊华教授、顾晓松院士和南京大学医药生物技术全国重点实验室过慈良博士后为共同通讯作者，济南微生态生物医学省实验室为第一单位。该研究得到了山东省重点研发计划（2025CXPT176）、山东省自然科学基金（ZR2025MS1306）、国家自然科学基金（82272819和81972888）、济南微生态生物医学省实验室科研项目（JNL-2025008B, JNL2025009B, JNL-2025011B, JNL-2025010B, JNL-2025012B, JNL-2023017D）、山东省省级实验室项目（SYS202202）以及江苏省基础研究与开发计划（BE2022840）支持。

供稿人：辛其蕾