TGFβ促進結直腸癌免疫逃避

摘要

結直腸癌的晚期轉移是結直腸癌患者死亡的主要原因。然而，目前並未在轉移性結直腸癌中發現普遍的突變。而腫瘤微環境的特殊特徵，如缺乏T細胞浸潤、1型輔助性T細胞(TH1)活性低、免疫細胞毒性降低或TGFβ水平升高等等都發現與結直腸癌患者的不良預後相關。作者在小鼠同源染色體的條件等位基因中轉入人類結直腸癌（CRC）的四個關鍵突變，並分析基因突變與腫瘤微環境的關係，發現四突變體(LAKTP)小鼠的CRC惡性程度更高且更容易發生轉移，且腫瘤主要表現為人類微衛星穩定的結直腸癌(包括低突變負擔，T細胞排斥以及基質細胞中TGFβ激活)。在這些小鼠模型中，TGFβ抑製劑可促進T細胞激活並抑制腫瘤轉移，並且能增加腫瘤對抗PD-1-PD-L1治療的敏感性。這些數據說明了腫瘤微環境中TGFβ可造成免疫逃避，並且免疫治療聯合TGFβ抑製劑可能在晚期結直腸癌的治療中具有廣泛意義。

CRC的進展通常與WNT，EGFR，p53和TGFβ這四個信號通路的改變相關，攜帶這四種信號通路複合突變的小鼠最近被證明可以用於研究CRC轉移。作者在小鼠的同源染色體的條件等位基因中轉入人類CRC的四個關鍵突變：Apcfl /FL，KrasLSL-G12D，Tgfbr2fl /FL和Trp53fl /FL（分別指定為A，K，T和P）。並通過Lgr5eGFP-creERT2（L）靶向基因重組至腸幹細胞（ISC）。最後生成了8個攜帶這些突變組合的小鼠品系，分別為單突變體（LA）,雙突變體（LAK.LAT.LAP），三突變體（LAKT.LATP.LAKP）以及四突變體（LAKTP）。通過分析對比這8種突變小鼠，作者發現突變越多，小鼠腫瘤的惡性程度越高，轉移灶也越多，TGFβ活性也越高，而腫瘤周圍浸潤T細胞也隨著突變增多明顯減少。通過對比四突變體的野生小鼠和裸鼠，發現裸鼠的轉移灶明顯多於野生型小鼠，這說明CRC轉移可能與T細胞介導的適應性免疫監視相關。進一步研究發現，腫瘤的微轉移通常伴隨著CD3+T細胞浸潤，但隨著轉移時間的延長，T細胞逐漸被挪除出腫瘤（FIG1）。

圖一：突變小鼠模型及小鼠腫瘤器官

為了研究TGFβ在腫瘤轉移過程中的作用，作者用TGFβ抑製劑Galunisertib處理小鼠，發現抑制了TGFβ之後，原位及轉移灶的腫瘤體積明顯變小，且小鼠的生存率明顯增加（FIG2）。

圖二：TGFβ抑製劑的治療效果。

因圖一中作者發現LAKPT小鼠的腫瘤轉移可能與T細胞介導的適應性免疫監視相關，於是作者用CD8單抗以及CD8單抗聯合Galunisertib來驗證腫瘤轉移與T細胞免疫監視以及其與TGFβ的關係。結果顯示小鼠腫瘤轉移與T細胞相關，且Galunisertib可使CD3+.CD4+T細胞明顯增多，說明TGFβ可介導免疫逃避(FIG3)。

圖三：TGFβ介導免疫逃避。

另外，作者還發現在抑制了TGFβ之後，T細胞表面的PD-1以及腫瘤表面的PD-L1明顯增加，於是作者聯用抗PD-L1和TGFβ抑製劑，發現相對於單用TGFβ抑製劑，聯用雖然並不能明顯減少腫瘤轉移灶，但其明顯延長了小鼠的生存期。對小鼠病灶進行免疫組化發現聯用PD-L1單抗的腫瘤浸潤T細胞明顯增加，而這可能也是小鼠生存期明顯延長的原因（FIG4）。

圖四：TGFβ抑製劑聯合免疫治療可治癒轉移性CRC。

結論：本文通過模擬人類結腸腫瘤的臨床前小鼠模型，發現TGFβ可介導免疫逃避。而且TGFβ抑製劑可促進免疫細胞浸潤腫瘤，從而有效阻止腫瘤轉移。此外，研究人員證實聯合使用TGFβ抑製劑和免疫治療藥物會增強這種抗腫瘤作用，明顯增加小鼠生存率。這項研究為轉移性結腸癌患者和具有較差預後但尚未發生腫瘤轉移的患者開發首個免疫治療藥物鋪平了道路。

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