华中科技大学武汉光电国家实验室（筹）生物医学光子学功能实验室张智红教授和骆清铭教授课题组合作，长时程活体成像研究多色编码的肿瘤微环境，揭示了联合免疫治疗引发的抗肿瘤免疫反应关键事件，论文“Long-term intravital imaging of the multicolor-coded tumor microenvironment during combination immunotherapy”发表在eLife杂志上（5: e14756, 2016）。
黑色素瘤是源于黑色素细胞的一类恶性皮肤肿瘤。过继性细胞治疗（ACT: Adoptive cell therapy）是目前报道的黑色素瘤最有效的免疫疗法，病人的肿瘤消退率高达50%以上。在ACT治疗实施之前使用环磷酰胺（CTX）清除患者体内的免疫抑制性T细胞（Treg），是ACT治疗发挥效应的重要前提。尽管CTX-ACT联合免疫疗法在临床黑色素瘤治疗中已广泛应用，然而其相关作用机制的研究并不深入。此外，传统生物学检测手段（例如：流式、ELISA、WB以及RT-PCR等）难以获得联合治疗引发的免疫细胞协同效应及其时空动态信息，而这些信息对于科学家们深入了解肿瘤免疫治疗成功或者失败原因，进而改进治疗方案，具有重要的价值。
针对上述问题和难点，张智红教授和骆清铭教授及其博士研究生祁淑红、李慧等人，通过构建多色标记的肿瘤微环境模型，采用活体长时程显微成像技术，成功获取了免疫治疗过程中肿瘤微环境内多种免疫细胞的迁移、聚集、分布和相互接触等信息，动态展示了CTX-ACT联合治疗抑制肿瘤生长的关键免疫事件：联合治疗阻止Treg在实体肿瘤外周形成“免疫耐受环”从而解除其产生的免疫抑制；诱发内源性肿瘤浸润免疫细胞的瞬时激活并朝向肿瘤实质内快速迁移；招募更多过继性细胞毒性T淋巴细胞（CTLs）到肿瘤区域，并促进树突状细胞的浸润；由此，内源和外源性抗肿瘤免疫反应协同发挥作用。通过对肿瘤微环境内免疫细胞运动规律的分析以及免疫细胞与肿瘤博弈过程的动态监测，进而构建了一种最佳的节律性联合免疫治疗策略，明显提高了CTX-ACT联合治疗的抗肿瘤疗效。
该研究工作得到了国家自然科学基金重大研究计划（91442201）、国家重大科学研究计划项目（2011CB910401）、国家自然科学基金委员会创新研究群体科学基金（61421064）、武汉光电国家实验室（筹）主任基金和111计划（B07038）等项目的资助。
Figure：Migratory behavior of the adoptive CTLs in the tumor microenvironment of mice treated with CTX-ACT.
图1：活体成像观察CTX-ACT联合治疗荷瘤小鼠的肿瘤微环境中过继性CTLs的运动行为。
