Nature:SPP1是破解前列腺癌免疫耐藥性的新靶點(diǎn)
前列腺癌是男性最常見(jiàn)的惡性腫瘤,盡管初期治療如使用雄激素剝奪療法(ADT)有效,但許多患者最終還是會(huì)發(fā)展為晚期轉(zhuǎn)移性去勢(shì)抵抗性前列腺癌(mCRPC)并因此死亡。免疫檢查點(diǎn)抑制劑(ICIs)在多種癌癥治療中顯示出潛力,但在mCRPC患者中目前無(wú)效。因此,研究mCRPC中免疫治療抵抗的機(jī)制,以及如何克服這種抵抗,是當(dāng)前臨床治療的一個(gè)重要問(wèn)題。2024年12月,《Nature》雜志上發(fā)表了一篇題為“Evolution of myeloid-mediated immunotherapy resistance in prostate cancer”的文章,在這項(xiàng)研究中,研究者探討了髓系細(xì)胞介導(dǎo)的免疫治療抵抗在前列腺癌中的演變,在mCRPC中發(fā)現(xiàn)了一種特定的腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(SPP1hi-TAMs)與ICIs抵抗之間的關(guān)系,提出了通過(guò)抑制腺苷A2A受體(A2ARs)來(lái)逆轉(zhuǎn)這種抵抗的策略。
研究者們利用單細(xì)胞RNA測(cè)序(scRNA - seq)技術(shù),對(duì)前列腺癌患者的腫瘤活檢樣本進(jìn)行分析。樣本包括未經(jīng)ADT治療的局部前列腺癌、接受ADT治療的轉(zhuǎn)移性激素敏感性前列腺癌(HSPC)以及在ADT治療下進(jìn)展為mCRPC的患者。通過(guò)差異表達(dá)基因分析,定義了腫瘤細(xì)胞和腫瘤微環(huán)境(TME)的主要成分。無(wú)監(jiān)督聚類(lèi)分析識(shí)別出8個(gè)巨噬細(xì)胞亞群,2個(gè)髓系來(lái)源抑制細(xì)胞(MDSC)亞群,3個(gè)樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)亞群和漿細(xì)胞樣DC(pDCs)。研究者發(fā)現(xiàn)在疾病進(jìn)展過(guò)程中,以SPP1轉(zhuǎn)錄水平升高為特征的巨噬細(xì)胞數(shù)量顯著增加,SPP1hi - TAMs表現(xiàn)出比其他髓系細(xì)胞亞群更高的免疫抑制分子程序。SPP1hi - TAM基因信號(hào)的升高與CD8+ T細(xì)胞衰竭程度顯著相關(guān),且隨著疾病的進(jìn)展,衰竭程度顯著增加。這些結(jié)果表明,前列腺癌的進(jìn)展導(dǎo)致TME內(nèi)髓系細(xì)胞組成的動(dòng)態(tài)變化,其中SPP1hi - TAMs成為免疫治療耐藥性的潛在驅(qū)動(dòng)因素。
MyC-CaP是一種依賴(lài)雄激素的前列腺癌細(xì)胞系,源自患有前列腺癌的雄性小鼠。研究者對(duì)從皮下移植MyC-CaP的小鼠中分離的免疫(CD45+)和非免疫(CD45-)細(xì)胞,用醋酸地加瑞克(促性腺激素釋放激素拮抗劑)或磷酸鹽緩沖鹽水(PBS)處理細(xì)胞,地加瑞克處理后腫瘤負(fù)荷顯著消退,隨后進(jìn)展為CRPC。通過(guò)使用scRNA-seq,鑒定了TME中的6種主要細(xì)胞類(lèi)型,以及11種不同的髓細(xì)胞亞群。通過(guò)對(duì)人和小鼠轉(zhuǎn)錄組的比較分析,發(fā)現(xiàn)了一個(gè)類(lèi)似于人SPP1hi - TAMs的小鼠巨噬細(xì)胞亞群(Spp1hi - TAMs),其特征是Spp1、Cd9和Lgals3轉(zhuǎn)錄本的表達(dá)增加,而Csf1r、Mrc1、Cx3cr1和Cd163的表達(dá)減少。為了確定Spp1hi - TAMs是否對(duì)CSF1R阻斷具有抗性,研究者給攜帶CRPC的小鼠注射了抗CSF1R抗體,高表達(dá)Csf1r的巨噬細(xì)胞被顯著消融,但Spp1hi - TAMs基本未受影響,這表明Spp1hi - TAMs在CSF1R阻斷處理耐藥性中具有潛在作用。
接著研究人員測(cè)試了Spp1hi - TAMs是否能在體內(nèi)促進(jìn)對(duì)ICIs的耐藥性。前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,抗CTLA-4和抗PD-1抗體聯(lián)合使用比單獨(dú)使用更能顯著降低CRPC的生長(zhǎng)。為了驗(yàn)證Spp1hi - TAMs能介導(dǎo)免疫治療耐藥性,降低雙聯(lián)處理的有效性。在使用抗CTLA-4和抗PD-1聯(lián)合處理的情況下,研究者將通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)純化的Spp1hi - TAMs轉(zhuǎn)移到CRPC腫瘤中,最大限度地減少了Spp1hi - TAMs轉(zhuǎn)運(yùn)到TME的潛在問(wèn)題。瘤內(nèi)轉(zhuǎn)移的Spp1hi - TAMs導(dǎo)致聯(lián)合處理的效果顯著降低,與對(duì)照組PBS和ICIs處理的腫瘤相比,Spp1hi - TAMs和ICIs處理顯著增加了腫瘤中耗盡CD8+ T細(xì)胞的頻率。這些結(jié)果表明Spp1hi - TAMs在驅(qū)動(dòng)CRPC的免疫治療耐藥性方面起著關(guān)鍵作用。
通過(guò)通路分析,研究者們確定了腺苷信號(hào)是SPP1hi-TAMs介導(dǎo)的免疫治療抵抗的潛在機(jī)制。在體外實(shí)驗(yàn)中,抑制腺苷A2A受體(A2ARs)顯著逆轉(zhuǎn)了Spp1hi - TAMs介導(dǎo)的CD8+ T細(xì)胞免疫抑制。分析顯示,與人類(lèi)和小鼠的其他髓系亞群相比,SPP1hi-TAMs中NT5E的轉(zhuǎn)錄水平升高,且在mCRPC階段更高。通過(guò)使用小分子抑制劑和阻斷抗體進(jìn)行實(shí)驗(yàn),證明腺苷密切參與Spp1hi-TAMs的免疫抑制活動(dòng),但抑制腺苷途徑不足以完全恢復(fù)T細(xì)胞增殖,提示還有其他機(jī)制促使Spp1hi-TAMs驅(qū)動(dòng)免疫治療耐藥。(見(jiàn)圖4)
研究者用A2ARs抑制劑ciforadenant處理攜帶CRPC的小鼠,發(fā)現(xiàn)阻斷A2ARs導(dǎo)致CRPC的生長(zhǎng)顯著減少。鑒于用ciforadenant處理后,耗竭的CD8+ T細(xì)胞和Spp1hi -TAMs的豐富度顯著降低,研究者推測(cè)A2AR阻斷可能會(huì)增強(qiáng)ICIs的療效。于是,研究人員給患有CRPC的小鼠聯(lián)合使用ciforadenant和抗PD-1,A2AR和PD-1的雙重阻斷導(dǎo)致腫瘤生長(zhǎng)的減少幅度顯著大于單一療法,表明A2AR抑制有助于增強(qiáng)免疫檢查點(diǎn)抑制劑在CRPC中的療效。對(duì)淋巴細(xì)胞亞群評(píng)估發(fā)現(xiàn),ciforadenant可增加多功能 CD8+ T細(xì)胞的頻率,PD-1阻斷可增強(qiáng) T 細(xì)胞和NK細(xì)胞向腫瘤的浸潤(rùn),聯(lián)合使用可增加多功能CD8+ T細(xì)胞的密度,提示聯(lián)合處理增強(qiáng)抗腫瘤活性的潛在機(jī)制。
在臨床試驗(yàn)中,評(píng)估A2AR阻斷對(duì)人類(lèi)免疫治療耐藥性的影響,對(duì)mCRPC患者單獨(dú)使用 ciforadenant(n = 11)或與阿替利珠單抗(atezolizumab)聯(lián)合使用(n = 24)。該治療方案耐受性良好,主要副作用發(fā)生率很低。24名聯(lián)合用藥患者中有6名(25%)前列腺特異性抗原水平較基線下降30%及以上,且部分有可測(cè)量病灶的患者觀察到腫瘤縮小。此外,抑制A2ARs還導(dǎo)致CRPC中SPP1hi-TAMs的豐度顯著下降,表明這一途徑在誘導(dǎo)和下游免疫抑制中都具有作用。這些發(fā)現(xiàn)表明,針對(duì)腺苷信號(hào)的治療干預(yù)可能是使mCRPC對(duì)ICIs治療敏感的潛在策略。(見(jiàn)圖5)
總的來(lái)說(shuō),這些研究確定了SPP1hi-TAMs作為mCRPC中ICIs抵抗的關(guān)鍵介質(zhì),并強(qiáng)調(diào)了它們作為治療靶點(diǎn)和預(yù)測(cè)治療效果潛在生物標(biāo)志物的重要性。這些發(fā)現(xiàn)為前列腺癌的免疫治療提供了新的視角,并為克服免疫治療抵抗提供了潛在的策略。
云克隆開(kāi)發(fā)了上述研究中涉及的相關(guān)指標(biāo)的蛋白、抗體、ELISA試劑盒等產(chǎn)品以助力相關(guān)研究,部分指標(biāo)節(jié)選如下,供參考:
指標(biāo)名 | 核心貨號(hào) | 指標(biāo)名 | 核心貨號(hào) |
CD3 | A563 | CD4 | L630 |
CD19 | B873 | CD8 | B099 |
CD38 | A752 | ENTPD1 | B118 |
CD73 | B250 | PD1 | A751 |
CD45 | B030 | IFNg | A049 |
CD11b | B685 | TNFa | A133 |
SPP1 | A899 | PDL1 | A788 |