腫瘤免疫療法面臨的挑戰(zhàn)及免疫逃逸的最新研究成果分享

本期AVT小編有幸邀請到近期發(fā)表在《Advanced materials》刊物，影響因子IF 30.849 ，《Engineering Chameleon Prodrug Nanovesicles to Increase Antigen Presentation and Inhibit PD-L1 Expression for Circumventing Immune Resistance of Cancer》的作者，就該文章進行了一次深入訪談，現(xiàn)將訪談內(nèi)容整理如下，供大家參考，對腫瘤免疫治療感興趣的小伙伴看過來��！

艾博士：首先，非常榮幸邀請到了文章作者，能就腫瘤免疫治療這個熱門課題進行一次深入的溝通交流，使得大家有機會窺伺到此研究方向的最新研究成果，在開始訪談之前，我們先介紹一下論文作者課題研究小組-上海藥物所于海軍課題組！

上海藥物所于海軍課題組主要研究大分子抗腫瘤藥物及新型藥物遞送系統(tǒng)。通過化學(xué)方法合成比較新穎的高分子聚合物載體，以此構(gòu)建納米遞送系統(tǒng)，從而實現(xiàn)藥物的腫瘤靶向遞送或時空響應(yīng)性遞送，實現(xiàn)精準治療腫瘤的理念。課題組在Sci Immunol，Cancer Cell, Nat Commun和Adv Mater等期刊發(fā)表論文百余篇，其中IF>10共40余篇，論文他引8000余次。申報中國發(fā)明專利15項（授權(quán)8項）。

 

 

艾博士：腫瘤免疫療法存在什么挑戰(zhàn)呢？

高晶：目前，腫瘤細胞表面抗原表達不足和免疫檢查點過表達，會導(dǎo)致機體先天和獲得性免疫耐受，造成免疫逃逸，嚴重影響腫瘤免疫治療效果，這也是腫瘤免疫治療亟需解決的問題。
 

艾博士：針對您說的挑戰(zhàn)，其背后的原因機理是什么？

高晶：腫瘤細胞通過主要組織相容性復(fù)合體I類（MHC-I）在其表面表達腫瘤相關(guān)抗原，然后被細胞毒性T淋巴細胞特異性識別（CTLs）而促使CTLs發(fā)揮腫瘤殺傷功能。然而，近期研究表明，腫瘤細胞可通過自噬途徑將MHC-I運輸?shù)饺苊阁w并降解，導(dǎo)致腫瘤細胞無法充分表達MHC-I。同時，腫瘤中浸潤的T淋巴細胞分泌干擾素γ（IFN-γ）可通過JAK-STAT信號通路上調(diào)腫瘤細胞表面程序性死亡配體1（PD-L1）的表達，PD-L1與CTLs表面的程序性死亡1（PD-1）結(jié)合，會導(dǎo)致CTLs失活并誘導(dǎo)免疫耐受。

 

艾博士：針對以上挑戰(zhàn)，你們課題小組是如何設(shè)計藥物的呢？

高晶：本課題中我們假設(shè)可以通過抑制腫瘤細胞的自噬而上調(diào)腫瘤細胞表面的MHC-I水平，同時阻斷BRD4通路而抑制PD-L1表達，從而克服雙重免疫耐受，提高免疫治療效果。

設(shè)計思路和機理如圖1所示：

 

 

圖1納米囊泡用于克服癌癥的非特異性免疫和適應(yīng)性免疫抵抗示意圖

 

針對上述假設(shè)，我們首先證明了通過強力霉素（Doxy）抑制自噬相關(guān)基因4B（ATG4B）可以調(diào)節(jié)腫瘤細胞表面MHC-I的表達，其次結(jié)合BRD4抑制劑JQ1調(diào)控誘導(dǎo)的PD-L1的表達，實現(xiàn)對腫瘤治療過程中免疫耐受的改善。
 

為了實現(xiàn)腫瘤特異性遞送強力霉素，我們設(shè)計了一個靶向腫瘤的納米囊泡（GPR@Doxy/JQ1），其應(yīng)用的磷脂材料含有磷酸膽堿基團，自組裝形成兩親性磷脂雙層膜可荷載藥物，同時其空心的囊泡中間可包載疏水性小分子。該納米囊泡通過基質(zhì)金屬蛋白酶-2（MMP-2）介導(dǎo)的PEG“脫殼”可實現(xiàn)在腫瘤部位特異性積累和保留，隨后暴露的CRGDK配體促進其在腫瘤深度穿透和腫瘤細胞的攝取。同時，納米囊泡通過負載IR-1061熒光染料在近紅外二區(qū)（NIR-Ⅱ）生物窗口（1000-1700 nm）實現(xiàn)熒光成像。在熒光成像引導(dǎo)下實施NIR-Ⅱ激光照射，該納米囊泡可實現(xiàn)時空可控釋放Doxy，抑制腫瘤細胞自噬并誘導(dǎo)腫瘤細胞MHC-I表達；同時釋放JQ1前藥分子并在腫瘤細胞還原微環(huán)境中還原為JQ1，抑制誘導(dǎo)的PD-L1表達，改善獲得性免疫耐受。
 

艾博士：你們課題組的設(shè)計思路和機理我們有了一個大概的了解，其中有一個問題，您講到首先是證明了強力霉素（Doxy）具有抑制自噬相關(guān)基因的作用，那么你們是如何篩選自噬抑制劑的呢？

高晶：我們以三陰性乳腺癌為模型篩選了不同的自噬抑制劑，在體內(nèi)外水平均證實ATG4B蛋白（自噬小體的形成中間體）的抑制劑強力霉素可有效抑制自噬而促進腫瘤細胞表面MHC Ⅰ的表達（圖2a-2i）。另外，通過癌癥基因組圖譜（TCGA）TIMER數(shù)據(jù)庫分析可知ATG4B在癌癥組織中表達高于正常組織且其mRNA水平與CD8+T細胞的浸潤呈負相關(guān)（圖2j-2l），故該納米囊泡有望促進免疫應(yīng)答而抑制腫瘤。
 

圖2. Doxy引發(fā)的腫瘤細胞免疫原性抑制自噬。

 

艾博士：抗腫瘤效果和動物實驗結(jié)果如何？

高晶：我們在荷載4T1乳腺癌的小鼠模型中證實了該納米囊泡的腫瘤抑制率高達90%且顯著延長小鼠生存期（圖3a-3d）。進一步的機制探索證明免疫療效的顯著增強主要歸因于腫瘤細胞表面MHCⅠ的表達增加，熟化的DC細胞比例增加從而提高腫瘤組織中CTLs的浸潤（圖3e-3n），且同時腫瘤細胞表面PD-L1的表達受到抑制。此外，強力霉素和IFNγ的聯(lián)合作用可進一步擴大免疫應(yīng)答，主要是由于MHC Ⅰ表達增加提高了CTLs的腫瘤浸潤，而CTLs分泌的IFN γ又可進一步促進MHC Ⅰ的表達（圖3o-q）。
 

圖3.納米囊泡在4T1荷瘤小鼠模型中的抗腫瘤療效。
 

此外，我們在B16-OVA模型中進一步證實了該策略可通過增加腫瘤相關(guān)抗原呈遞以及抑制PD-L1的表達提高腫瘤免疫治療效果（圖4）。
 

圖4.納米囊泡在B16-OVA荷瘤小鼠模型中的抗腫瘤療效
 

艾博士：綜述可以看出，你們課題組的研究設(shè)計巧妙，抗腫瘤效果也很好，對于研究腫瘤免疫治療你們課題組的研究能給到大家什么啟發(fā)呢？

高晶：我們設(shè)計了一種新型可依賴腫瘤微環(huán)境激活的前藥納米囊泡，可抑制自噬和 PD-L1表達，以改善癌癥免疫治療。納米囊泡是用MMP-2可脫落PEG冠和CRGDK配體專門設(shè)計的，用于ATG4B和BRD4抑制劑（例如，Doxy和JQ1）的腫瘤特異性共遞送。在NIR-II熒光成像的引導(dǎo)下，納米囊泡實現(xiàn)了治療有效載荷在腫瘤部位的按需釋放，從而在避免不利副作用的同時最大限度地發(fā)揮治療作用。因此，協(xié)同腫瘤免疫微環(huán)境調(diào)節(jié)的當(dāng)前研究為克服癌癥免疫治療中的免疫抵抗提供了一種新策略。迄今為止，已有數(shù)十種基于脂質(zhì)體的藥物遞送平臺被批準用于臨床癌癥治療。因此，新型前藥納米囊泡具有很高的臨床轉(zhuǎn)化潛力。

 

總之，基于自噬抑制與前藥組合的NIR-Ⅱ影像引導(dǎo)的靶向納米囊泡有望用于精準調(diào)控腫瘤細胞表達MHC-I和降低PD-L1以克服腫瘤免疫耐受，是提高癌癥免疫療法的新策略。
 

艾博士：好的，非常感謝高晶老師的分享，相信大家對腫瘤免疫治療的難點以及該課題組精妙的設(shè)計有了更深入的了解。如果您想有更深入的了解，也非常歡迎您與該課題組進行更細致深入的溝通交流。
 

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