赫赛汀（anti-Her2/neu抗体）被广泛用于临床治疗Her2/neu+乳腺癌，并且能够有效延长部分病人的生存期。但是仍有相当一部分病人对抗体治疗不反应或在治疗后发生肿瘤的复发，并且对进一步的抗体治疗产生抗性，这成为抗体治疗中亟待解决的一个难题。之前大部分研究认为这种抗性的产生是由于肿瘤细胞自身突变产生的，最近有研究表明肿瘤微环境也从中发挥了重要作用。　　本实验室前期研究发现anti-Her2/neu抗体的抗肿瘤机制除了阻断Her2/neu分子信号和通过ADCC作用外，还依赖机体的抗肿瘤免疫反应，当把CD8+T细胞删除后，anti-Her2/neu抗体的抗肿瘤效果严重受损。于是，本实验室尝试多种能够提高T细胞免疫反应的方法来进一步增强anti-Her2/neu抗体的治疗效果，但是IL-15R/IL-15融合蛋白、CD40激活抗体或PD-L1阻断抗体等方法治疗效果均不理想，唯独IL-21与anti-Her2/neu抗体联合治疗具有惊人的效果。进一步的研究发现，伴随着肿瘤的发展，肿瘤微环境中有大量的M2型TAMs（肿瘤相关巨噬细胞，tumor-associated macrophages）的浸润，这是anti-Her2/neu抗体治疗小鼠乳腺癌时造成肿瘤逃逸的主要原因，也是肿瘤治疗的一个关键靶点;本实验室尝试了多种免疫调节分子，发现IL-21能够直接作用于TAMs，使其从免疫抑制的M2表型向免疫促进的M1表型极化。我们推测，正是由于IL-21独特的极化巨噬细胞的功能，使它能够显著提高anti-Her2/neu抗体的抗肿瘤效果，但是IL-21极化TAMs是如何增强anti-Her2/neu抗体的抗肿瘤效果的并不清楚。　　在实验室前期工作的基础上，我们利用Her2/neu阳性小鼠乳腺癌模型TUBO，进一步研究IL-21极化TAMs在anti-Her2/neu抗体治疗中的作用机制，并进行临床转化相关的研究。　　首先，我们发现anti-Her2/neu抗体单独治疗时肿瘤中浸润的TAMs会增多，并且呈现高表达CD206、低表达CD86的M2表型;而IL-21与anti-Her2/neu抗体联合治疗后，虽然肿瘤中会有更多的TAMs浸润，但是这些TAMs低表达CD206、高表达CD86，呈现免疫促进的M1表型。进一步研究发现，IL-21与anti-Her2/neu抗体联合治疗不仅能够显著增加肿瘤局部和外周中CD8+T细胞的数量，而且能够增强肿瘤特异性的CD8+T细胞反应，这说明CD8+T细胞抗肿瘤免疫反应在联合治疗中发挥了重要作用。但是在IL-21与anti-Her2/neu抗体联合治疗时删除巨噬细胞，抗肿瘤免疫反应会显著降低，抗肿瘤效果也明显变差，这说明IL-21并不是直接增强肿瘤特异性的CD8+T细胞反应，而是依赖于对TAMs的极化作用，打破免疫微环境的抑制作用，从而增强了anti-Her2/neu抗体触发的抗肿瘤免疫反应　　其次，我们进一步验证了在其它模型中IL-21极化巨噬细胞的作用。我们发现IL-21能够使MCA-205模型中的TAMs显著下调M2型分子Ccl17、Il10、TGF-β和Vegf的表达;并且IL-21与能够引起细胞免疫原性死亡的化疗药DOX联合治疗具有非常好的效果。这提示，IL-21对巨噬细胞的极化作用不仅能够应用于抗体治疗，而且在能够引起免疫原性死亡的化疗、放疗或者新型的其它免疫治疗方法中也应该有较好的应用前景。　　再次，我们分析了乳腺癌病人中的TAMs，它们呈现CD163阳性的M2表型，并且与肿瘤的进程呈正相关，与CD8+T细胞的浸润呈负相关，这提示在乳腺癌病人中TAMs很可能也发挥着抑制免疫反应、帮助肿瘤逃逸的作用;并且我们发现在体外实验中发现IL-21能够使部分病人的TAMs从M2向M1表型极化，这为进一步的临床转化提供了依据。　　最后，我们构建并表达了人源化的赫赛汀与IL-21融合蛋白，它同时具有Herceptin和IL-21的生物学功能，能够靶向到Her2+阳性的细胞表面，从而将IL-21带到肿瘤局部发挥作用，有希望成为新一代的Her2/neu+肿瘤的治疗药物。　　综上所述，(1)我们揭示了一种IL-21抗肿瘤的新机制:即IL-21能够通过使TAMs从M2向M1表型极化，打破TAMs造成的免疫抑制，促进anti-Her2/neu抗体触发的肿瘤特异性CD8+T细胞免疫反应，从而增强anti-Her2/neu抗体的抗肿瘤效果;(2)我们证明IL-21极化TAMs在能够引起肿瘤免疫原性死亡的化疗中也有重要的作用;(3)我们发现乳腺癌病人中也有大量M2表型的TAMs的浸润，并且IL-21在体外能够使部分病人的TAMs从M2向M1表型极化;(4)我们构建了人源化的新型融合蛋白IL-21-Herceptin，具有很好的临床应用前景。