专家对话:蔡志坚/冯华军团队发现克服抗 PD-1 治疗耐药新靶点

学术   2025-01-23 16:58   浙江  
2024 年 1 月 21 日,浙江大学基础医学院/浙江大学医学院附属第二医院蔡志坚教授与浙江农林大学环境与资源学院冯华军教授团队合作在 Cell Press 细胞出版社期刊 Cell Reports Medicine 发表了题为「MFGE8 induces anti-PD-1-therapy resistance by promoting extracellular vesicle sorting of PD-L1」的研究论文。该研究揭示了胞外囊泡(Extracellular vesicles, EVs)的 PD-L1 在介导抗 PD-1 治疗抵抗中的关键作用,提出通过抑制 PD-L1 分选至 EVs 克服抗 PD-1 治疗抵抗的新理念,并系统揭示了 PD-L1 分选至 EVs 的机制,为解决抗 PD-1 治疗耐药这一临床问题提供了新的策略。

免疫检查点抑制剂抗 PD-1/抗 PD-L1(αPD-1/αPD-L1)是肿瘤免疫治疗进展的里程碑,已被用于治疗多种肿瘤,包括非小细胞肺癌、胃癌、黑色素瘤和肾细胞癌。虽然 αPD-1/αPD-L1 在很大程度上延长了晚期肿瘤患者的生存期,但 αPD-1/αPD-L1 治疗的临床反应率较低,介于 10%-30%。此外,一些肿瘤,如前列腺癌和胰腺癌,对 αPD-1/αPD-L1 疗法不敏感。因此,阐明导致 αPD-1/αPD-L1 治疗耐药的机制至关重要。肿瘤细胞来源的 EVs(Tumor cell-derived EVs, TEVs)在抑制抗肿瘤免疫中至关重要。TEVs 携带高水平的膜 PD-L1,并通过 PD-L1 抑制抗肿瘤免疫。已有研究报道,TEVs 的 PD-L1 参与 αPD-L1 治疗耐药性的产生,但 TEVs 的 PD-L1 在 αPD-1 治疗耐药性中的作用仍不清楚。

围绕该问题浙江大学基础医学院/浙江大学医学院附属第二医院蔡志坚教授和浙江农林大学环境与资源学院冯华军教授团队首先明确了 TEVs 的 PD-L1 参与 αPD-1 治疗抵抗的形成。随后,团队发现肿瘤细胞通过分泌 MFGE8 诱导 PD-L1 分选至 TEVs,而 MFGE8 中和抗体可有效废除 αPD-1 治疗抵抗现象。研究结果全文在 Cell Reports Medicine 发表。

在这项研究中,团队首先通过抑制 αPD-1 治疗抵抗肿瘤分泌 EVs;回输 PD-L1 阳性 TEVs 至 αPD-1 治疗敏感肿瘤;并结合 αPD-1 治疗肿瘤病人临床数据明确了 TEVs 的 PD-L1 介导 αPD-1 治疗抵抗的发生。随后,团队发现随着肿瘤进展,TEVs 的膜 PD-L1 水平持续增加。通过免疫共沉淀和蛋白质谱分析,团队揭示了 UBE4A 介导的 PD-L1 泛素化促进其分选至 EVs。研究团队进一步通过蛋白组学手段发现在肿瘤进展过程中,肿瘤细胞通过分泌更高水平的 MFGE8 活化整合素信号,上调 UBE4A 的表达,促进更多的 PD-L1 分拣至 TEVs,最终诱导 αPD-1 治疗抵抗。而通过 MFGE8 中和抗体联合 αPD-1 治疗,可克服 αPD-1 的治疗抵抗,显著提高 αPD-1 的疗效。该研究从 PD-L1 分选至 TEVs 的角度切入,系统性阐述了 MFGE8-UBE4A 轴在介导 PD-L1 的 TEVs 分拣过程中的重要作用,从而为克服 αPD-1 治疗耐药提供新的策略和靶点。

作者采访

Cell press: 本研究最大的创新点是什么?

蔡志坚教授:如上所述,我们系统性的实验证据表明 TEVs 的 PD-L1 是造成 αPD-1 治疗耐药的重要原因。基于这一发现,我们认为有两种策略可以克服 αPD-1 治疗耐药。第一,减少 PD-L1 阳性 TEVs 的产生。然而,目前还没有可用于抑制 EVs 生成的药物。即使有,非选择性抑制 EVs 的生成很可能会带来难以预期的风险;因为细胞分泌 EVs 是一种非常普遍的现象,而且有些 EVs 亚群具有重要的生理功能。第二,通过降低 PD-L1 分拣至 TEVs,这是一种相对可行的方案。因此,我们首次提出通过抑制 PD-L1 分选至 TEVs 克服 αPD-1 治疗抵抗的策略,具有很强的概念先进性。此外,本研究发现 UBE4A 介导的 PD-L1 泛素化诱导 PD-L1 分选至 TEVs;更重要的是,UBE4A 随着肿瘤进展而增加,这是 MFGE8 在肿瘤发展过程中增加的结果,该结果直接促进肿瘤细胞分泌含有更高 PD-L1 水平的 EVs。因此,揭示了 MFGE8-UBE4A 轴介导的 PD-L1 水平在 TEVs 中上调的机制也是本研究的主要创新之处。

Cell press: 本项研究对克服临床 αPD-1 治疗抵抗具有哪些指导意义?

蔡志坚教授:有效的疾病治疗靶点应该是在应激条件下表达,并可由疾病情境特异诱导。我们的结果表明,无论是 UBE4A 还是 MFGE8 均随着肿瘤的发展进行性升高。虽然,细胞在正常情况下均可表达 UBE4A 和 MFGE8;但在肿瘤情况下,UBE4A 和 MFGE8 更可能是肿瘤病理的产物。除了在肿瘤小鼠,我们也可观察到 UBE4A 和 MFGE8 在病人肿瘤组织的异常升高。因此,UBE4A 和 MFGE8 可成为克服 αPD-1 治疗抵抗的特异靶点。此外,我们在肿瘤病人外周血中发现更高的 MFGE8,而且 MFGE8 更高的肿瘤病人对 αPD-1 治疗响应更差。这一结果表明,血液 MFGE8 还可作为预测 αPD-1 疗效的潜在靶标。

Cell press:本项研究临床转化前景如何?
蔡志坚教授:MFGE8 正常的生理功能主要是促进巨噬细胞的吞噬功能,从而协助其对凋亡细胞的清除。我们在 MFGE8 基因缺陷小鼠中没有观察到明显的组织病理损伤,而且小鼠各谱系血细胞的发育及数量都是正常的。相应的,经 MFGE8 中和抗体单独或 αPD-1 联合处理的肿瘤小鼠,没有出现明显的组织病理损伤,表明作为肿瘤治疗靶点,MFGE8 具有较高的安全性。这很可能是因为除了 MFGE8,机体还有其他清除凋亡细胞的方式。因此,系统性的 MFGE8 阻断并不会产生明显的毒副作用。此外,作为分泌蛋白,MFGE8 的功能很容易被单抗药物所阻断,而单抗药物的生产工艺已经非常成熟。可见,作为克服 αPD-1 治疗耐药的靶点,MFGE8 具有很高的转化前景。

Cell press:针对本项发现团队是否有下一步的研究计划?
蔡志坚教授:相信看到自己的研究成果能在临床上转化应用是所有科学家最大的愿景。团队希望能得到社会资本的支持,帮助我们制备产业级别的人源化 MFGE8 单抗。获得该单抗后,我们计划通过免疫系统人源化小鼠肿瘤模型,观察 MFGE8 单抗联合 αPD-1 治疗对 αPD-1 抵抗肿瘤的疗效,从而评价 MFGE8 单抗是否有可能提高人抗肿瘤免疫,从而缓解 αPD-1 治疗抵抗现象。在此基础上,我们也将研究 MFGE8 单抗的毒理和药代,初步评价其安全性。

作者介绍

蔡志坚

浙江大学教授、博士生导师。长期从事胞外囊泡与免疫调控方面的研究。目前,以通讯作者在国际知名期刊 Immunity、Cell Metabolism、J Extracell Vesicles、Nat Commun、 Cell Reports Medicine、Cell Reports、Cell Mol Immunol 等发表 SCI 论文 40 余篇。以第 1 发明人获得国家发明专利授权 8 项。获国家自然科学基金委重点项目资助 1 项;以子课题负责人承担国家重点研发计划 1 项。担任中国研究型医院学会细胞外囊泡研究与应用专业委员会常委、中国免疫学会基础免疫分会委员、浙江省免疫学会理事、浙江省免疫学会肿瘤免疫与生物治疗专业委员会常委、浙江省细胞学会医学细胞生物学专业委员会副主任委员、Cell Mol Immunol、EVCNA、Sci Rep、Discov Med 杂志编委。

冯华军

冯华军,教授,博士生导师,浙江农林大学环资学院院长。长期从事环境健康、环境绿色修复领域的研究,成果获浙江省科学技术进步奖、环境保护科学技术奖、中国专利奖、浙江省首届知识产权奖等省部级以上奖项 13 项,其中第一完成人 4 项。主持国家自然科学基金区域创新发展联合基金、国家重点研发计划课题等省部级以上科研项目 15 项,在 Cell Reports、Nature Water、Appl Environ Microbiol 等高水平期刊上发表论文 100 余篇,授权发明专利 80 余项,撰写科普专著 1 部、参编国际专著 1 部。

何煜舟

何煜舟,医学博士,主任中医师,硕士生导师。浙江中医药大学附属第二医院(浙江省新华医院)党委书记。任中华中医药学会急诊危重症分会常委、中国中医药研究促进会急诊分会副会长、中华中医药学会老年病分会常委等。长期从事咳嗽、哮喘、间质性肺病等呼吸道内科的临床和科研工作。近年来通过 AI 人工智能多模态与多组学辅助中西医结合的创新模式,提高脓毒症患者的治疗效果。目前正在主持浙江省「尖兵领雁+X」重大项目,在 Pharmacological Research 等发表 SCI 论文 10 余篇。

其他作者:
浙江大学医学院博士研究生王文慧、厦门医学院副教授陈际名博士、浙江大学医学院博士后王识博博士和福建医科大学孙鑫海硕士生是本文的共同第一作者。浙江农林大学环境与资源学院冯华军教授和浙江中医药大学附属第二医院何煜舟主任中医师是本文的共同通讯作者。

审核:蔡志坚
图片版权:Cell Reports Medicine、图虫创意
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