Hepatology | 郭玮教授团队在循环肿瘤细胞免疫逃逸方面再获新突破!创新性揭示血小板帮助CTCs逃避固有免疫杀伤新机制

学术   2024-05-30 11:54   上海  


肝细胞肝癌(简称“肝癌”)是威胁人类健康的重要癌症,居全球癌症相关死亡的第三位[1]。目前,手术切除仍是治疗肝癌的主要手段,但术后的转移率及复发率仍较高,是制约患者长期生存的主要瓶颈。郭玮教授团队经多年深入研究,证实循环肿瘤细胞(CTCs)在肝癌转移过程中有决定性作用,是遏制肿瘤转移的重要靶点。CTCs经原发灶释放入血后,由于失去了原发灶抑制性免疫微环境的保护,在循环中作为新抗原极易被免疫系统杀伤。因此,能逃避免疫监视的CTCs是介导肿瘤转移的关键。然而,目前肝癌CTCs逃避循环固有免疫细胞杀伤的具体机制尚不明确,临床干预也无从下手。探索其内在机制,为有效清除肝癌CTCs、减少肿瘤转移事件的发生,切实提高肝癌患者总体生存率有重要意义。


2024年5月,复旦大学附属中山医院检验科郭玮教授团队和肝外科孙云帆教授团队,于肝脏病学权威期刊《Hepatology》上发表了题为“Platelet-mediated circulating tumor cell evasion from natural killer cell killing via immune checkpoint CD155-TIGIT”的研究成果。该研究首次基于泛癌临床队列发现血小板粘附CTCs是一种普遍现象,揭示了其介导肝癌CTCs逃避固有免疫细胞杀伤的全新机制,为精准靶向肝癌CTCs、阻遏肝癌转移提供新靶标与新策略。

研究结果

一、基于泛癌临床队列证实血小板粘附CTCs是一种普遍现象

血小板被认为是循环肿瘤细胞的帮凶,其可通过分泌细胞因子或胞外囊泡、或直接与肿瘤细胞接触促进肿瘤转移。然而,大部分关于血小板与肿瘤细胞相互作用的研究主要依赖于体外共培养模型。迄今为止,尚缺少充分的临床数据来剖析血小板与CTCs之间的作用方式。本研究通过分析肝癌、非小细胞肺癌、胰腺癌CTCs的单细胞转录组数据,结合多色免疫荧光技术,发现大部分CTC阳性患者(约70%的肝癌、80%的非小细胞肺癌以及60%的胰腺癌)存在血小板粘附CTCs的现象。更重要的是,在肝癌队列中,患者外周血检测到血小板粘附型CTC亚群,其无瘤生存期与总体生存期均显著缩短。以上结果证实了直接粘附是血小板与CTCs作用的主要模式,且其与肝癌转移潜在相关,为预测肝癌患者预后提供了新型生物标志物。


图1 血小板粘附型CTC亚群与肝癌患者不良预后相关

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二、血小板与CTCs直接粘附是逃避NK细胞免疫杀伤的关键

NK细胞被认为是抗癌的第一道防线。当CTCs从原发灶免疫抑制性的微环境中释放后,不可避免会受到血液循环内NK细胞的攻击。目前,肝癌CTCs逃避NK细胞杀伤的机理尚不清楚。研究团队通过构建体内模型,使用血小板抑制剂阻断血小板与CTCs粘附后,发现NK细胞介导的细胞毒性明显增强,肿瘤转移灶数量显著减少;在前述模型中继续使用特异性抗体耗竭NK细胞后,可显著废除血小板抑制剂的抗肿瘤转移作用。该结果在NK细胞与血小板粘附预处理的肿瘤细胞体外共培养模型中得到进一步验证。以上结果证实了血小板粘附作用是CTCs逃避NK细胞免疫监视的关键。未来,开发新策略特异性抑制血小板与CTCs粘附,为抑制肝癌细胞免疫逃逸与转移提供了新思路。


图2 阻断血小板与CTCs粘附可增强NK细胞的细胞毒活性

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三、血小板粘附CTCs诱导CD155表达上调抑制NK细胞介导的细胞毒活性

肿瘤细胞表面免疫检查点异常表达是肿瘤免疫逃逸的重要原因之一。而CTCs被血小板粘附后,能否利用免疫检查点将自己伪装,从而逃避循环内NK细胞攻击尚待明确。研究团队在肝肿瘤来源的类器官(PDOs)体外共培养模型、体内模型及肝癌临床队列中首次发现,血小板粘附可上调CTCs上抑制性免疫检查点CD155表达。团队进一步构建了干预血小板粘附及干预CD155表达的体内外模型,证实了CD155是血小板粘附型CTCs实现免疫逃逸的核心分子。此外,通过分析血小板粘附改变肿瘤细胞内的信号通路,结合体外实验,明确了血小板粘附通过激活FAK/JNK/c-Jun信号通路,进而促进肝癌细胞膜表面CD155的表达。本部分研究结果揭示了血小板粘附可以直接影响CTCs上的免疫检查点表达,赋予它们主动抑制固有免疫细胞活化的能力,为有效清除肝癌CTCs提供了新靶点。


图3 血小板粘附通过上调CTCs上CD155表达促进肿瘤转移

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四、阻断CD155与TIGIT的结合是靶向CTCs生存的新型免疫治疗策略

针对免疫检查点的阻断疗法是临床上治疗癌症的强大工具。然而,几乎所有类型的药物都主要用于阻断肿瘤微环境和淋巴结中的免疫检查点。循环内CTCs的免疫逃逸仍是肿瘤转移的关键步骤,尚缺乏靶向CTCs生存的治疗策略。在本研究中,为明确CTCs上CD155表达抑制NK细胞活化的途径,我们在血小板粘附预处理的肿瘤细胞与NK细胞体外共培养模型中,分别加入CD155下游的两种抑制性受体的阻断抗体(anti-TIGIT和anti-CD96)。实验结果显示,仅anti-TIGIT增强了NK细胞介导的细胞毒性及杀伤肿瘤细胞的能力。重要的是,体内实验也证实,阻断CD155与TIGIT结合后,NK细胞活性增强,肿瘤转移能力减弱。以上实验数据证实,CTCs上CD155与TIGIT结合,而非CD96,是抑制NK细胞介导的抗肿瘤作用的关键;通过阻断两者结合可恢复NK细胞对CTCs的免疫监视,为靶向循环内CTCs清除提供了全新的免疫治疗策略。


图4 阻断TIGIT与CD155结合可恢复NK细胞介导的细胞毒性

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总之,本研究首次基于泛癌临床样本,在单细胞层面上证实了血小板粘附CTCs的普遍现象,检测该CTC亚群为肝癌患者预后评估及疗效监测提供指导;确定了血小板粘附诱导的CTCs上CD155高表达逃避NK细胞杀伤的新机制,阻断CD155与TIGIT结合可以有效增强NK细胞对循环内CTCs的清除;拓展了我们对免疫治疗的认识,强调新型免疫治疗策略不局限于在肿瘤原发灶中的应用,对血液循环中的肿瘤细胞也具有重要作用。

全文链接:

DOI: 10.1097/HEP.0000000000000934

(PMID: 38779918)


参考文献:

1.Bray F, Laversanne M, Sung H, et al. Global cancer statistics 2022: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J Clin. 2024;74(3):229-263.

复旦大学附属中山医院检验科
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