《细胞》:致命癌症难治原因找到了!癌细胞可构建“屏障”阻断药物攻击

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01西奈山伊坎医学院的Brian Brown博士在《细胞》论文中发现了卵巢癌抵抗免疫疗法的原因。

02研究发现,卵巢癌细胞分泌的趋化因子配体7(CCL7)可以抑制肿瘤生长,而白介素4(IL-4)可以为肿瘤发展出保护性的“屏障”。

03当抗IL-4与抗PD-1疗法同时使用时,卵巢癌能够恢复对抗PD-1疗法的响应,肿瘤生长会受到极大抑制。

04由于此,研究团队正在推动相关临床试验,初步数据显示,IL-4阻断剂dupilumab可以改善卵巢癌患者对抗PD-1疗法敏感度。

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▎药明康德内容团队编辑 


卵巢癌是致命性极高的癌症类型之一,患者的5年生存率小于50%。近些年来,针对PD-1/PD-L1的免疫疗法已经被证实可以帮助治疗黑色素瘤、肺癌等癌症类型,然而卵巢癌却对该疗法几乎没有反应,临床数据显示,卵巢癌患者对抗PD-1/PD-L1的客观反应率甚至低于10%。


为何都是癌症,卵巢癌能如此顽强地抵抗免疫疗法呢?来自西奈山伊坎医学院的Brian Brown博士对此问题很感兴趣,他认为问题很可能出现在肿瘤微环境上。除了癌细胞内部一些蛋白有助于细胞逃避免疫监视,它们分泌到周围环境的分子,比如细胞因子、趋化因子也可以发挥保护作用,甚至彼此之间相互影响。


在最新的《细胞》论文中,Brown博士和合作者找到了两个在卵巢癌中发挥独特作用的外分泌分子,其中趋化因子配体7(CCL7)对卵巢癌生长有着关键影响,它的存在可以抑制肿瘤生长,当作者敲除掉卵巢癌细胞的CCL7基因之后,癌细胞生长明显加速。


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而另一种分子白介素4(IL-4)则可以为肿瘤发展出保护性的“屏障”,阻止PD-1抑制剂对肿瘤发挥作用。当抗IL-4与抗PD-1疗法同时使用时,卵巢癌能够恢复对抗PD-1疗法的响应,肿瘤生长会受到极大抑制。这些发现为未来的卵巢癌治疗提供了全新思路。


研究中,作者使用了研究团队构建的Perturb-map的基因组学策略,该方法通过CRISPR/Cas9技术对不同基因进行平行筛选,然后借助各异的荧光标记,在组织空间中将各个基因对应的蛋白表达变化情况同时展示出来。当然,筛选基因的范围并非随意选择,由于巨噬细胞通常在肿瘤微环境中起着促癌的作用,作者特别关注了癌细胞与巨噬细胞之间通讯相关的基因。结果显示,绝大多数候选基因在缺失情况下,并不会影响卵巢癌的生长过程,但CCL7IL-4基因丢失后却分别产生了独特的作用。


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▲Perturb-map所展示的卵巢癌基因筛选样本(图片来源:参考资料[1])


根据Perturb-map分析结果,那些缺失了CCL7的癌细胞在图谱上出现了高度富集,这表明该趋化因子原本会起着抑制肿瘤生长的作用。进一步,不同癌症阶段的卵巢癌样本也印证了这一现象,随着肿瘤阶段的进行,CCL7的表达量会不断下降,并且CCL7水平越低的卵巢癌患者预后往往也要更差在小鼠模型中,移植了CCL7缺失卵巢癌的小鼠不仅肿瘤长得更快,对PD-1抑制剂治疗也表现出更强的耐药性。


在后续的测试中,作者尝试探索了缺失哪些基因会反过来促进PD-1抑制剂疗法的敏感程度,结果出乎预料地发现癌细胞IL-4的丢失可以发挥该作用。之所以感到意外,是因为在此前分析结果显示,IL-4缺失并不会影响癌细胞的适应性也不会改变肿瘤生长速度,他们并没想到其能够影响免疫疗法效率。


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▲研究示意图(图片来源:参考资料[1])


作者发现,卵巢癌细胞分泌的IL-4可以操控巨噬细胞将其重编程为免疫抑制的类型,以此降低T细胞的活性。在源源不断的IL-4供给下,巨噬细胞转变成为了一个坚实的屏障,阻挡外来免疫攻击以及抗PD-1疗法的刺激。当抗PD-1与IL-4受体抑制剂联合使用时,肿瘤内部将出现更多具有杀伤性的T细胞,该联合疗法能够显著延长卵巢癌小鼠的生存期。

“卵巢癌被认为对现有的免疫疗法几乎没有反应,因此我们也很意外,仅通过阻断IL-4就足以改变肿瘤微环境,让卵巢癌恢复治疗敏感性。”Brown博士表示,除了小鼠,人类来源的卵巢癌样本也显现出高水平的IL-4表达,巨噬细胞也有着对应的IL-4特征,因此靶向IL-4的策略或许对卵巢癌患者同样有效。研究团队目前正在推动相关临床试验,初步数据显示,IL-4阻断剂dupilumab可以改善卵巢癌患者对抗PD-1疗法敏感度,有望成为联合疗法的新帮手。

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参考资料:
[1] Ovarian cancer-derived IL-4 promotes immunotherapy resistance. Cell (2024). DOI: 10.1016/j.cell.2024.10.006

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