Science子刊:為腫瘤免疫療法“保駕護(hù)航”,科學(xué)家發(fā)布新癌癥阻斷聯(lián)合療法
如今,腫瘤免疫療法已進(jìn)入研究爆發(fā)期,自從 ipilimumab 成為美國(guó)FDA批準(zhǔn)的一款免疫檢查點(diǎn)療法(immune check-point blockade therapy,ICB therapy)用藥后,腫瘤免疫療法的一大重要分支 ICB療法便進(jìn)入了發(fā)展黃金期,針對(duì)PD-1、PD-L1、CTLA-4等免疫檢查點(diǎn)的抑制劑迅速走入人們的視野,在治療黑色素瘤、非小細(xì)胞肺癌、腎癌等方面得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步,也為癌癥患者們帶來(lái)了新的希望。
不過(guò),值得注意的是,目前研究顯示,在患有黑色素瘤、非小細(xì)胞肺癌以及腎癌的患者中,僅有不到30%的人群能夠通過(guò)這些抑制劑得到良好的治療,而患有其他癌癥的患者們則對(duì)ICB療法無(wú)法產(chǎn)生有效應(yīng)答??茖W(xué)家們必須開(kāi)拓新的思路解決這一問(wèn)題,才能在攻克癌癥難題上更上一層樓。
近日,來(lái)自中國(guó)科學(xué)院、中山大學(xué)、哈佛醫(yī)學(xué)院、塔夫茨大學(xué)、馬里蘭大學(xué)等高校的中美科學(xué)家們,在 Science Tranlational Medicine 上聯(lián)合發(fā)表題目為“Reactivation of the tumor suppressor PTEN by mRNAnanoparticles enhances antitumor immunity in preclinical models”的研究文章,研究提出了為腫瘤免疫療法保駕護(hù)航的新方向——通過(guò)脂質(zhì)聚合納米顆粒將 PTEN mRNA遞送進(jìn)腫瘤細(xì)胞內(nèi),可以有效誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞自噬,并通過(guò)釋放損傷相關(guān)模式分子(damage-associated molecular patterns,DAMPs)來(lái)觸發(fā)細(xì)胞死亡相關(guān)免疫的激活,從而提升ICB療法的療效。
研究指出,PTEN基因是一種目前被廣泛研究的腫瘤抑制基因,它能夠直接參與抗腫瘤免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。很多臨床數(shù)據(jù)已經(jīng)表明,PTEN的缺失與腫瘤部位T細(xì)胞浸潤(rùn)減少以及PD-1阻斷治療的不良反應(yīng)或耐藥性顯著相關(guān)。為探究其中的關(guān)系,研究人員以PTEN缺失的前列腺癌細(xì)胞和PTEN變異的黑色素瘤細(xì)胞為研究對(duì)象,采用目前火熱的mRNA技術(shù)和脂質(zhì)聚合納米顆粒遞送方式進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
研究人員首先開(kāi)發(fā)了一種脂質(zhì)-聚合雜化納米顆粒(NP)平臺(tái),并對(duì)脂質(zhì)納米顆粒在PTEN mRNA 封裝以及維持遞送穩(wěn)定性等多方面進(jìn)行了嚴(yán)格的驗(yàn)證,被封裝好的 PTEN mRNA 被命名為mPTEN@NPs。
接下來(lái)便是試驗(yàn)階段,研究人員首先進(jìn)行了體外試驗(yàn),將樣本分為4組,分別為控制組、未封裝的PTEN mRNA、無(wú)PTEN mRNA的脂質(zhì)納米顆粒以及mPTEN@NPs,接著,采用蛋白質(zhì)印跡法(Western-blot)來(lái)確認(rèn)PTEN的激活是否能夠誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的自噬。結(jié)果顯示,mPTEN@NPs療法的使用導(dǎo)致了自噬標(biāo)志物L(fēng)C3-II以及p62蛋白的增加,這表明,mPTEN@NPs 能夠誘導(dǎo)自噬體的形成,并可導(dǎo)致其在細(xì)胞內(nèi)的積聚。同時(shí),試驗(yàn)驗(yàn)證了研究人員關(guān)于PTEN能夠誘發(fā)DAMPs釋放的猜想,其結(jié)果表明,自噬體的積聚也導(dǎo)致了DAMPs以及腫瘤抗原的釋放與增加,從而引起了腫瘤細(xì)胞的免疫原性細(xì)胞死亡(immunogenic cell death,ICD)。
熒光免疫檢驗(yàn)法下的PTEN表達(dá),從左至右分別為未進(jìn)行治療的控制組、未進(jìn)行封裝的PTEN mRNA、無(wú)PTEN mRNA的脂質(zhì)納米顆粒、mPTEN@NPs
在體外試驗(yàn)取得了可喜進(jìn)展后,研究人員又進(jìn)行了小鼠體內(nèi)試驗(yàn)。當(dāng)小鼠體內(nèi)的腫瘤細(xì)胞長(zhǎng)到一定規(guī)模時(shí),研究人員將其分為3組,分別采用生理鹽水、無(wú)PTEN mRNA的脂質(zhì)納米顆粒以及mPTEN@NPs進(jìn)行注射治療,結(jié)果顯示,與其他兩組對(duì)照組相比,在采用了mPTEN@NPs進(jìn)行治療的小鼠體內(nèi),其腫瘤內(nèi)的CD3+CD8+ T細(xì)胞顯著增加,同時(shí),在腫瘤免疫系統(tǒng)中扮演重要角色的Treg和MDSCs細(xì)胞數(shù)量也呈現(xiàn)上升趨勢(shì),而它們的增加,促進(jìn)了免疫抑制腫瘤微環(huán)境的產(chǎn)生,這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都證明,mPTEN@NPs 能夠觸發(fā)抗腫瘤免疫的激活,并逆轉(zhuǎn)免疫抑制腫瘤微環(huán)境,從而誘發(fā)腫瘤細(xì)胞的死亡。
由于以往的研究已經(jīng)證實(shí),PTEN的缺失會(huì)導(dǎo)致抗PD-1靶向療法的不良反應(yīng),因此,研究人員在患有PTEN變異的黑色素瘤小鼠體內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn),以探求PTEN的修復(fù)是否能夠促進(jìn)抗腫瘤免疫系統(tǒng)的激活?;加心[瘤的小鼠分別在第4天、第7天以及第10天采用生理鹽水、無(wú)PTEN mRNA的脂質(zhì)納米顆粒以及mPTEN@NPs進(jìn)行注射治療,同時(shí),進(jìn)行mPTEN@NPs治療的小鼠也將在第5天、第8天和第11天同時(shí)接受抗PD-1治療。
在經(jīng)過(guò)3輪治療后,mPTEN@NPs+anti-PD-1的聯(lián)合療法實(shí)現(xiàn)了更好的抗腫瘤療效,這一療法促進(jìn)了抗腫瘤免疫應(yīng)答的增加以及免疫抑制腫瘤微環(huán)境的改善,同時(shí)也增強(qiáng)了CD8 T細(xì)胞在腫瘤組織內(nèi)的滲透作用,而這些試驗(yàn)結(jié)論同樣在PTEN缺失的前列腺癌小鼠模型中得到了證實(shí)。
以抗CTLA-4 和抗PD-1/PD-L1作為一線療法來(lái)治療非小細(xì)胞肺癌以及黑色素瘤,已經(jīng)被證實(shí)為一種非常有力的癌癥治療方法,即使會(huì)出現(xiàn)療效受限的情況,目前醫(yī)藥界也會(huì)使用ICB療法與傳統(tǒng)化療相結(jié)合的聯(lián)合療法來(lái)提升免疫應(yīng)答,但是,傳統(tǒng)化療的極大副作用是我們無(wú)法避免的,因此,通過(guò)mRNA納米藥物修復(fù)腫瘤抑制因子以提高ICB療法的敏感性,或許將為治療多種惡性腫瘤提供更加有效的聯(lián)合療法。
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