αCD73-Dye能夠快速全面消除腫瘤中的免疫抑制性細(xì)胞
發(fā)布時(shí)間：
2022-01-11
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免疫檢查點(diǎn)抑制劑（ICB）目前已經(jīng)應(yīng)用于多種腫瘤的臨床治療中，但是，很多對(duì)ICB有反應(yīng)的腫瘤在治療后期會(huì)出現(xiàn)耐藥現(xiàn)象。
出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因之一是，腫瘤微環(huán)境中存在大量免疫抑制性細(xì)胞，如髓源性免疫抑制細(xì)胞（MDSC）、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（TAM）和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）等，它們會(huì)顯著抑制細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞（CTL）的浸潤(rùn)和功能，導(dǎo)致腫瘤繼續(xù)生長(zhǎng)。
但是目前并不清楚免疫抑制性細(xì)胞具體是如何導(dǎo)致ICB獲得性耐藥的，也沒有去除這群細(xì)胞的特異性干預(yù)手段和藥物。
近日，美國北卡羅來納州維克森林浸信會(huì)健康綜合癌癥中心的魯勇團(tuán)隊(duì)，在《自然》旗下著名子刊《自然·生物醫(yī)學(xué)工程》雜志上發(fā)表重要研究成果。
他們通過數(shù)據(jù)庫篩選出在免疫抑制性細(xì)胞上特異表達(dá)的基因Nt5e（編碼CD73蛋白）。他們?cè)O(shè)計(jì)了IR-700染料偶聯(lián)的光敏抗CD73抗體，靶向殺傷表達(dá)CD73分子的腫瘤浸潤(rùn)免疫抑制性細(xì)胞，從而顯著改善ICB治療耐藥現(xiàn)象。
據(jù)了解，這項(xiàng)研究首次實(shí)現(xiàn)了全面消除腫瘤中浸潤(rùn)的免疫抑制性細(xì)胞，找到了一個(gè)克服ICB治療中獲得性耐藥的有效策略，具有重要的轉(zhuǎn)化意義，為將來臨床試驗(yàn)奠定了重要的基礎(chǔ)。
ICB能夠使腫瘤特異性T細(xì)胞重新活化，恢復(fù)它殺傷腫瘤的能力，因此這個(gè)療法廣泛應(yīng)用于多種腫瘤的臨床治療中。遺憾的是，ICB治療效果十分有限，比如在三陰性乳腺癌（TNBC）中有效率僅有4.7%；而且部分腫瘤還存在獲得性耐藥現(xiàn)象，在治療后期腫瘤重新生長(zhǎng)變大。
腫瘤中浸潤(rùn)的免疫抑制性細(xì)胞是腫瘤對(duì)ICB治療耐藥的重要推手，它們會(huì)抑制CD8+T細(xì)胞功能，促使腫瘤生長(zhǎng)。目前也有一些削弱這群細(xì)胞抑制T細(xì)胞功能的方法，但往往缺乏特異性，無法保證其他免疫細(xì)胞不受影響。
為了解決這些問題，魯勇團(tuán)隊(duì)再次把目光集中到腫瘤中浸潤(rùn)的免疫抑制性細(xì)胞，他們從已發(fā)表的微陣列數(shù)據(jù)庫[2-4]中篩選出11個(gè)基因，相比于其他免疫細(xì)胞，這11個(gè)基因在免疫抑制性細(xì)胞中特異性高表達(dá)，其中表達(dá)差異倍數(shù)最高的是基因Nt5e（編碼CD73蛋白）。
通過流式細(xì)胞技術(shù)分析，魯勇團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)：CD73分子不僅在免疫抑制性細(xì)胞上高表達(dá)，在一些腫瘤細(xì)胞（如4T1.2，EMT6）中也會(huì)表達(dá)，但是在CTL、NK及DC細(xì)胞中幾乎不表達(dá)。
在免疫抑制性細(xì)胞上找到特異性表達(dá)的分子之后，魯勇團(tuán)隊(duì)就想：如果能特異性殺死這些細(xì)胞，或許就能消除腫瘤的免疫逃逸。
因此，他們通過一種現(xiàn)有的近紅外（NIR）光耗竭靶細(xì)胞的方法，設(shè)計(jì)了一種IR-700染料偶聯(lián)的抗CD73單克隆抗體（αCD73-Dye偶聯(lián)物）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，αCD73-Dye偶聯(lián)物能夠與CD73+細(xì)胞特異性結(jié)合，并在NIR（690nm）暴露下高選擇性地誘導(dǎo)CD73+細(xì)胞壞死性死亡，而不會(huì)損壞相鄰細(xì)胞。
那么這個(gè)抗體的真實(shí)殺傷力怎么樣呢？
體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在NIR的作用下，αCD73-Dye能夠快速殺傷免疫抑制性細(xì)胞，以及表達(dá)CD73分子的腫瘤細(xì)胞。
體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，αCD73-Dye+NIR處理能夠顯著降低腫瘤中Treg，MDSC及TAM.M2等免疫抑制性細(xì)胞浸潤(rùn)，同時(shí)明顯提高腫瘤浸潤(rùn)C(jī)D8+T細(xì)胞占比，重新塑造腫瘤中免疫細(xì)胞的浸潤(rùn)比例。
既然αCD73-Dye+NIR處理能夠如此顯著改變腫瘤微環(huán)境中免疫細(xì)胞占比，那么這種改變是全身性的，還是僅僅局限于NIR照射的局部灶呢？這種處理對(duì)轉(zhuǎn)移處腫瘤能否也有同樣的作用呢？
為了回答這個(gè)問題，魯勇團(tuán)隊(duì)在小鼠腹部?jī)蓚?cè)皮下接種胰腺癌細(xì)胞Panc02OVA（該細(xì)胞系會(huì)表達(dá)卵清蛋白OVA）來模擬腫瘤轉(zhuǎn)移，之后對(duì)左側(cè)腫瘤進(jìn)行α-CD73-Dye+NIR處理，同時(shí)右側(cè)避光，一天后尾靜脈注入被螢光酶素標(biāo)記且能特異性地識(shí)別OVA抗原的OT-I T細(xì)胞。
他們驚訝地發(fā)現(xiàn)，OT-I T細(xì)胞不僅在左側(cè)照射側(cè)腫瘤內(nèi)浸潤(rùn)增多，同時(shí)右側(cè)未照射側(cè)腫瘤內(nèi)的浸潤(rùn)也顯著增多了！而且小鼠兩側(cè)的腫瘤引流淋巴結(jié)中CD8+T細(xì)胞均出現(xiàn)明顯增殖現(xiàn)象。
除了模擬腫瘤轉(zhuǎn)移，魯勇團(tuán)隊(duì)還使用了4T1.2乳腺癌自發(fā)性轉(zhuǎn)移腫瘤模型，該模型在腫瘤長(zhǎng)到一定大小時(shí)會(huì)自發(fā)性地出現(xiàn)肺轉(zhuǎn)移。結(jié)果顯示，α-CD73-Dye+NIR處理同樣增加了肺部轉(zhuǎn)移瘤中CD8+T細(xì)胞的浸潤(rùn)比例。
這就說明α-CD73-Dye+NIR處理引起的改變是全身性的，不僅僅局限于照射的局部灶。
最關(guān)鍵的問題來了，α-CD73-Dye+NIR處理究竟能不能改善ICB耐藥現(xiàn)象呢？
魯勇團(tuán)隊(duì)將α-CD73-Dye+NIR和抗PD1抗體聯(lián)用（Combo）治療荷瘤小鼠，發(fā)現(xiàn)Combo治療后，所有原發(fā)腫瘤都被消除，沒有出現(xiàn)復(fù)發(fā)現(xiàn)象；而且也明顯改善了肺轉(zhuǎn)移情況，顯著延長(zhǎng)小鼠生存期。
之前提到過，CD73分子主要表達(dá)在免疫抑制性細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞表面，那么在聯(lián)合治療時(shí)哪部分細(xì)胞才是靶向的關(guān)鍵呢？
魯勇團(tuán)隊(duì)主要做了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)回答這個(gè)問題。
首先，他們?cè)诓槐磉_(dá)CD73的胰腺癌模型Panc02中應(yīng)用Combo治療，結(jié)果是效果依然存在，腫瘤生長(zhǎng)仍然能被完全抑制，這就提示了腫瘤細(xì)胞表面的CD73分子并不重要。
然后他們使用了Nt5e-/-小鼠，其腫瘤浸潤(rùn)的免疫抑制性細(xì)胞表面CD73缺失，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Nt5e-/-小鼠的腫瘤在治療后期再次出現(xiàn)耐藥現(xiàn)象。這就說明，免疫抑制性細(xì)胞表達(dá)的CD73才是聯(lián)合治療的關(guān)鍵。
總而言之，這個(gè)研究揭示了ICB免疫療法獲得性耐藥的潛在機(jī)制，并提出了一種克服的策略，即通過α-CD73-Dye光敏抗體+NIR輻照局部去除所有免疫抑制性細(xì)胞，從而殺傷腫瘤。
一旦這個(gè)療法用于臨床，使用場(chǎng)景也非常廣泛。局部NIR輻照可以直接靶向治療一些淺表腫瘤，如皮膚癌、頭頸癌和乳腺癌。此外對(duì)體內(nèi)腫瘤如胰腺癌來說，NIR輻照可以在內(nèi)窺鏡引導(dǎo)下通過光纖擴(kuò)散器進(jìn)行，靶向特定腫瘤部位并減少對(duì)正常細(xì)胞的潛在損傷。
目前，NIR輻照激發(fā)的抗體-染料偶聯(lián)物已進(jìn)入II期臨床試驗(yàn)（NCT02422979； anti-EGFR-IR700），表明魯勇團(tuán)隊(duì)提出的方法是可行且非常有治療前景的。
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