原创奇点糕奇点网收录于话题#众病之王癌症77#免疫治疗前沿进展
又一个对免疫治疗没反应的癌症群体快被拿下了。
近日,华中科技大学同济医学院和美国梅奥医学中心研究团队联合发现,非小细胞肺癌中,MET扩增通过UPF1蛋白降低了STING的表达,弱化了IFN反应,影响了抗肿瘤免疫的产生。
而MET抑制剂与抗PD-1抑制剂联合使用,能增强抗肿瘤免疫,有助于肿瘤消退[1]。研究发表在著名期刊CancerDiscovery杂志上。
论文首页
免疫检查点疗法(ICB),尤其是抗PD-1和抗PD-L1抗体,已在非小细胞肺癌(NSCLC)患者中表现出一定的治疗效果,在总生存期、持久反应和良好的安全性方面均有显著益处。尽管ICB已经造福于部分癌症患者,但由于原发性或继发性耐药的,大多数患者最终未能对ICB治疗产生反应[2]。
一些含有经典驱动基因的NSCLC患者接受ICB治疗后效果不佳。比如EGFR基因突变,或者KRAS和STK11双突变,都能使患者对ICB不敏感[3,4]。这些突变的基因使癌细胞具有更强的“驱动能力”,影响着肿瘤免疫原性和微环境,进而影响着ICB对患者的疗效。
肝细胞生长因子受体(MET)也是NSCLC的驱动基因,导致肿瘤对EGFR-TKI的继发性耐药,临床治疗中,已有将MET抑制剂与EGFR-TKI联合使用的先例。研究人员猜测,会不会“祸不单行”,MET扩增不仅介导了肿瘤对EGFR-TKI的耐药,也导致了ICB对患者不起作用呢?
科研人员首先观察到了这样两个NSCLC病例:两例患者体内MET基因扩增,对抗PD-1抗体治疗无响应,参与抗肿瘤免疫的干扰素β和STING的表达水平也都很低。
除此之外,也有数据显示MET的拷贝数越低的病人,生存率就越高[5]。
据此研究人员推测,MET扩增病人对ICB的抵抗很有可能与STING信号通路有关,而MET扩增或许能作为抗PD-1抗体疗法的生物标记物,预测治疗效果。
STING通路相关基因在MET扩增患者组织中表达减少
相比MET未扩增的患者,MET扩增的患者CD8+T细胞和NK细胞比例降低,活化和效应功能也受到了影响,而这两种细胞中耗竭分子却表达增多;此外,CD8+和CD4+T细胞以及NK细胞中,干扰素β以及干扰素γ含量也有所减少。
根据以上发现,研究人员认为MET扩增不仅导致STING通路反应减弱,也导致了免疫细胞功能变差。
那么抑制MET扩增,是不是能提高ICB治疗的效果呢?
研究人员构建了过表达MET的小鼠NSCLC肺癌细胞系(METOE),建立小鼠皮下肿瘤模型。同样使用抗PD1抗体单药后,相比于对照组NSCLC细胞所成肿瘤,METOE所成肿瘤对抗PD-1抗体的反应较差,肿瘤持续生长。而给予MET抑制剂和抗PD-1抗体治疗后,METOE所成的肿瘤生长减缓。事实就在眼前,MET就是影响抗PD-1抗体的疗效的“罪魁祸首”。
MET抑制剂与抗PD1抗体联用造成的肿瘤消退
我们都知道,表达PD-L1的NSCLC患者通常对抗PD-1抗体有一定的反应。然而,研究人员却发现,在METOE肿瘤模型中,即使有较高的PD-L1表达,患者对ICB治疗也不响应。这意味着,PD-L1也许不是MET弱化抗肿瘤反应的“媒介”。
既然不是PD-L1“作祟”,那究竟是谁参与了MET弱化抗肿瘤免疫的过程呢?研究人员观察到,相比于MET未扩增的患者,MET扩增的患者体内,STING的表达是降低的。那么STING的这种变化是否影响了抗肿瘤免疫反应呢?
还是METOE肿瘤模型,研究人员发现,敲除STING基因的METOE细胞所成肿瘤对MET抑制剂和抗PD1抗体联合治疗并不敏感。而在敲除STING的METOE肿瘤细胞中恢复STING的表达,所成肿瘤又表现出了对抗PD1抗体治疗的敏感性,肿瘤生长受到抑制。
到这里,已经能初步确定MET扩增对抗肿瘤免疫的削弱依赖于STING。MET抑制剂处理METOE细胞后,STING通路下游蛋白磷酸化增加,STING和干扰素βmRNA也增加,趋化因子CXCL5和CXCL10也有所上调。将MET抑制剂处理后的NSCLC细胞与PBMC共培养,也证实PBMC中效应的T细胞和NK细胞增多。
抑制MET后,部分参与抗肿瘤免疫的关键蛋白、细胞因子和效应免疫细胞增多
STING对于免疫细胞的作用已经探明,那么,MET又是怎样作用于STING的呢?
研究人员发现,在NSCLC细胞系中敲除MET基因,STING的mRNA就会增多,而只有恢复表达野生型的MET,而不是激酶失活的MET,才会降低STINGmRNA的表达。这意味着MET调节STING的mRNA水平,与激酶活性有关。
那么在MET和STING之间“架桥”的,可能是一个既能调节mRNA,还能被磷酸化的家伙。
于是研究人员有了几个候选蛋白,在NSCLC细胞系中敲除它们的基因,观察STINGmRNA的变化。UPF1蛋白脱颖而出——敲除UPF1后,STINGmRNA显著增加。
UPF1何许人也?已经有文献证实,UPF1已被证明以3’UTR长度依赖性方式结合mRNA,并且促进了mRNA的不稳定和表达水平降低[6]。
果不其然,过表达UPF1,可以使STINGmRNA水平显著降低。在UPF1存在下,MET抑制剂加入后,STINGmRNA的3’UTR区变长。而缺乏UPF1时,即使MET抑制剂参与,也不会导致STINGmRNA的3’UTR区变长。免疫共沉淀和RIP-Seq表明,MET扩增肺癌细胞中,UPF1与STINGmRNA相连接,进一步证明了STING和UPF1的高度相关性。
UPF1调节STINGmRNA长度,并且与STINGmRNA结合
STING和UPF1是高度相关了,那MET和UPF1又是怎样“接头”的呢?
前面我们已经说了,MET有激酶活性才能调节STING的mRNA水平。MET又要通过UPF1调节STING,那只能是在某个位点磷酸化UPF1。实验也证实,酪氨酸(Y)这个特异性位点,突变后UPF1则无法被磷酸化。
当METOE和UPF1Y突变的癌细胞在小鼠体内成瘤后,再给予抗PD-1抗体治疗,疗效让人眼前一亮,肿瘤生长有效减缓。把MET和STING之间“沟通”的UPF1蛋白消灭,也能让抗PD-1免疫疗法起作用。
机制图
总之,MET扩增通过UPF1降低了STING的表达,弱化了干扰素反应,影响了抗肿瘤免疫的产生。MET抑制剂与ICB组合,或能克服由MET扩增引起的免疫治疗抗性。
据了解,这个研究首次表明MET拷贝数是影响肺癌患者对ICB反应的一个关键因素。更为重要的是,这个研究结果有希望快速转化到临床应用,将MET拷贝数作为一种生物标志物,可设计针对肺癌患者MET扩增的新型治疗方案。
当然啦,这些发现还需要在前瞻性的临床试验中进一步检验,以证实MET拷贝数预测ICB疗效的有效性。
参考文献:
[1]ZhangY,YangQ,ZengX,etal.METamplificationattenuateslungtumorresponsetoimmunotherapybyinhibitingSTING[publishedonlineaheadofprint,Jun7].CancerDiscov.;candisc...
[2]HorvathL,ThienpontB,ZhaoL,WolfD,PircherA.Over