Science子刊：為腫瘤免疫療法“保駕護航”,科學家發(fā)布新癌癥阻斷聯(lián)合療法
如今，腫瘤免疫療法已進入研究爆發(fā)期，自從 ipilimumab 成為美國FDA批準的一款免疫檢查點療法（immune check-point blockade therapy，ICB therapy）用藥后，腫瘤免疫療法的一大重要分支 ICB療法便進入了發(fā)展黃金期，針對PD-1、PD-L1、CTLA-4等免疫檢查點的抑制劑迅速走入人們的視野，在治療黑色素瘤、非小細胞肺癌、腎癌等方面得到了長足的進步，也為癌癥患者們帶來了新的希望。
不過，值得注意的是，目前研究顯示，在患有黑色素瘤、非小細胞肺癌以及腎癌的患者中，僅有不到30%的人群能夠通過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ICB療法無法產(chǎn)生有效應(yīng)答?？茖W家們必須開拓新的思路解決這一問題，才能在攻克癌癥難題上更上一層樓。
近日，來自中國科學院、中山大學、哈佛醫(yī)學院、塔夫茨大學、馬里蘭大學等高校的中美科學家們，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航的新方向——通過脂質(zhì)聚合納米顆粒將 PTEN mRNA遞送進腫瘤細胞內(nèi)，可以有效誘導(dǎo)腫瘤細胞自噬，并通過釋放損傷相關(guān)模式分子（damage-associated molecular patterns，DAMPs）來觸發(fā)細胞死亡相關(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細胞浸潤減少以及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缺失的前列腺癌細胞和PTEN變異的黑色素瘤細胞為研究對象，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行了系統(tǒng)研究。
研究人員首先開發(fā)了一種脂質(zhì)-聚合雜化納米顆粒（NP）平臺，并對脂質(zhì)納米顆粒在PTEN mRNA 封裝以及維持遞送穩(wěn)定性等多方面進行了嚴格的驗證，被封裝好的 PTEN mRNA 被命名為mPTEN@NPs。
接下來便是試驗階段，研究人員首先進行了體外試驗，將樣本分為4組，分別為控制組、未封裝的PTEN mRNA、無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）來確認PTEN的激活是否能夠誘導(dǎo)腫瘤細胞的自噬。結(jié)果顯示，mPTEN@NPs療法的使用導(dǎo)致了自噬標志物LC3-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)致其在細胞內(nèi)的積聚。同時，試驗驗證了研究人員關(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，從而引起了腫瘤細胞的免疫原性細胞死亡（immunogenic cell death，ICD）。
熒光免疫檢驗法下的PTEN表達，從左至右分別為未進行治療的控制組、未進行封裝的PTEN mRNA、無PTEN mRNA的脂質(zhì)納米顆粒、mPTEN@NPs
在體外試驗取得了可喜進展后，研究人員又進行了小鼠體內(nèi)試驗。當小鼠體內(nèi)的腫瘤細胞長到一定規(guī)模時，研究人員將其分為3組，分別采用生理鹽水、無PTEN mRNA的脂質(zhì)納米顆粒以及mPTEN@NPs進行注射治療，結(jié)果顯示，與其他兩組對照組相比，在采用了mPTEN@NPs進行治療的小鼠體內(nèi)，其腫瘤內(nèi)的CD3+CD8+ T細胞顯著增加，同時，在腫瘤免疫系統(tǒng)中扮演重要角色的Treg和MDSCs細胞數(shù)量也呈現(xiàn)上升趨勢，而它們的增加，促進了免疫抑制腫瘤微環(huán)境的產(chǎn)生，這些實驗現(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)腫瘤細胞的死亡。
由于以往的研究已經(jīng)證實，PTEN的缺失會導(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)進行試驗，以探求PTEN的修復(fù)是否能夠促進抗腫瘤免疫系統(tǒng)的激活。患有腫瘤的小鼠分別在第4天、第7天以及第10天采用生理鹽水、無PTEN mRNA的脂質(zhì)納米顆粒以及mPTEN@NPs進行注射治療，同時，進行mPTEN@NPs治療的小鼠也將在第5天、第8天和第11天同時接受抗PD-1治療。
在經(jīng)過3輪治療后，mPTEN@NPs+anti-PD-1的聯(lián)合療法實現(xiàn)了更好的抗腫瘤療效，這一療法促進了抗腫瘤免疫應(yīng)答的增加以及免疫抑制腫瘤微環(huán)境的改善，同時也增強了CD8 T細胞在腫瘤組織內(nèi)的滲透作用，而這些試驗結(jié)論同樣在PTEN缺失的前列腺癌小鼠模型中得到了證實。
以抗CTLA-4 和抗PD-1/PD-L1作為一線療法來治療非小細胞肺癌以及黑色素瘤，已經(jīng)被證實為一種非常有力的癌癥治療方法，即使會出現(xiàn)療效受限的情況，目前醫(yī)藥界也會使用ICB療法與傳統(tǒng)化療相結(jié)合的聯(lián)合療法來提升免疫應(yīng)答，但是，傳統(tǒng)化療的極大副作用是我們無法避免的，因此，通過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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