靶向LRRC15的放射免疫治疗新策略：重塑肿瘤微环境并克服免疫治疗抵抗

本研究针对LRRC15（富含亮氨酸重复序列蛋白15）这一TGFβ诱导的免疫抑制性生物标志物，开发了一种新型放射免疫治疗抗体DUNP19。通过体内外实验证实，[177Lu]Lu-DUNP19能精准靶向LRRC15阳性肿瘤细胞和癌症相关成纤维细胞（CAFs），有效抑制肿瘤进展并逆转TGFβ驱动的免疫抑制微环境。该研究为治疗耐药性实体瘤提供了集诊断成像与靶向治疗于一体的精准医疗平台，且与免疫检查点抑制剂联用展现显著协同效应。

　　

在肿瘤治疗领域，免疫检查点抑制剂（ICI）虽然革新了临床实践，但其疗效仍局限于部分恶性肿瘤。绝大多数实体瘤——尤其是那些具有高度异质性和免疫抑制性微环境的肿瘤——对现有免疫疗法表现耐药。这种耐药性往往由转化生长因子-β（TGFβ）信号通路驱动，该通路能诱导肿瘤基质中癌症相关成纤维细胞（CAFs）的活化，形成物理和生化屏障阻碍免疫细胞浸润。近年来，富含亮氨酸重复序列蛋白15（LRRC15）作为TGFβ通路的下游靶点崭露头角，其在侵袭性肿瘤细胞和特定CAF亚群中特异性高表达，而在正常组织中几乎不表达，使其成为极具潜力的治疗靶点。

针对这一挑战，由David Ulmert教授领衔的国际研究团队在《Signal Transduction and Targeted Therapy》发表了突破性研究成果。团队开发了靶向LRRC15的人源化单克隆抗体DUNP19，并进一步构建了兼具诊断与治疗功能的放射免疫治疗平台。该平台利用镥-177（¹⁷⁷Lu）标记的DUNP19实现精准靶向放疗，同时通过铜-64（⁶⁴Cu）标记版本进行非侵入性PET成像，为个性化治疗提供了全新方案。

研究采用多学科技术方法：通过杂交瘤技术制备高亲和力人源化抗体；利用流式细胞术和配体追踪技术（LigandTracer）评估抗体结合特性；采用小动物PET/SPECT/CT多模态成像技术进行体内分布与疗效评估；建立多种异种移植模型（皮下、原位）和同源肿瘤模型；通过RNA测序和生物信息学分析治疗后的转录组变化；并整合免疫组化与共聚焦显微镜进行细胞定位验证。

LRRC15 can be targeted utilizing the mAb DUNP19

研究人员首先证实DUNP19对人和小鼠LRRC15具有高度特异性结合能力，对人LRRC15的解离常数（K_D）达175 pM。通过免疫沉淀和质谱分析验证了DUNP19与LRRC15的特异性相互作用。在多种癌细胞系（黑色素瘤RPMI7951、胶质母细胞瘤U118MG、骨肉瘤HuO9和SAOS2）中，DUNP19表现出皮摩尔级结合亲和力（EC₅₀=0.83-222.22 pM），且细胞表面LRRC15分子数量与mRNA水平呈正相关（R²=0.567）。共聚焦显微镜显示DUNP19能快速内化到LRRC15阳性细胞中，内化速率与LRRC15表达水平相关。重要的是，螯合物连接和¹⁷⁷Lu标记不影响DUNP19的结合特性。

Tumor-associated LRRC15 expression by non-invasive PET

在SAOS2骨肉瘤移植瘤模型中，[⁶⁴Cu]Cu-DUNP19 PET成像显示出显著的肿瘤摄取和滞留，而与临床骨扫描剂[¹⁸F]-NaF相比，后者在骨源性肿瘤中积累有限。低血液和器官放射性积累表明放射性标记的DUNP19稳定性良好，这为无创确定LRRC15表达和患者选择治疗提供了有力工具。

[¹⁷⁷Lu]Lu-DUNP19 exhibits a favorable biodistribution

研究人员系统评估了[¹⁷⁷Lu]Lu-DUNP19在多种皮下肿瘤模型中的生物分布和药代动力学特征。15-30μg抗体载量可获得最理想的肿瘤/正常组织放射性摄取比。[¹⁷⁷Lu]Lu-DUNP19在肿瘤中的积累在注射后72小时达到峰值（HCC1954：11.8±2.5%IA/g；U118MG：13.3±1.1%IA/g；HuO9：43.9±7.9%IA/g）并在所有研究时间点保持升高。血液和健康器官中的滞留持续下降，表明[¹⁷⁷Lu]Lu-DUNP19具有良好的生物分布特征。特异性靶向实验显示，在LRRC15阳性HuO9肿瘤中，[¹⁷⁷Lu]Lu-DUNP19的摄取显著高于非特异性[¹⁷⁷Lu]-hulgG1（34.14±11.72 vs. 3.62±0.48%IA/g）。共聚焦显微镜证实DUNP19在系统给药后能内化到细胞质中并与溶酶体标记物LAMP1共定位。

[¹⁷⁷Lu]Lu-DUNP19 radioimmunotherapy(RIT) of aggressive osteosarcoma

在HuO9骨肉瘤模型中，单次系统给予30 MBq [¹⁷⁷Lu]Lu-DUNP19显著抑制肿瘤生长并延长生存期（p<0.0001）。即使是较大肿瘤（470±121 mm3）也观察到疾病进展延迟和总生存期改善。分次给药方案（累计50 MBq，分三次给药）使动物在整个研究期间持续保持无进展生存，而未治疗组中位生存期为47.5天（p<0.0001）。在原位骨肉瘤模型中，20 MBq [¹⁷⁷Lu]Lu-DUNP19治疗使9/10动物存活至研究终点（190天），而未治疗动物均因疾病终点死亡（p=0.0002）。治疗后肿瘤显示显著较低的[¹⁷⁷Lu]Lu-DUNP19活性和较高钙化水平，表明治疗有效减少了组织活力。

[¹⁷⁷Lu]Lu-DUNP19 therapy is effective across a range of tumors with varying LRRC15 expression patterns

研究进一步验证了[¹⁷⁷Lu]Lu-DUNP19在不同LRRC15表达模式肿瘤中的疗效。在LRRC15表达较低的U118MG胶质母细胞瘤模型中，20-30 MBq累计活性的[¹⁷⁷Lu]Lu-DUNP19治疗显著延长生存期（p<0.0001），所有30 MBq组小鼠均存活至观察期结束。在癌细胞LRRC15阴性、基质LRRC15阳性的HCC1954乳腺癌模型中，单次20 MBq剂量的[¹⁷⁷Lu]Lu-DUNP19有效抑制肿瘤生长并显著延长中位生存期（p=0.0001），80%治疗小鼠存活至研究结束。所有研究中治疗均耐受良好，体重稳定，骨髓抑制为短暂性并在3-4周内恢复。

LRRC15-targeted RIT depletes TGFβ-driven signature in tumors

转录组分析揭示了[¹⁷⁷Lu]Lu-DUNP19治疗对癌细胞和肿瘤微环境的分子影响。在LRRC15阳性癌细胞（U118MG和HuO9）中，治疗引起1985和1043个差异表达基因（DEGs）。在U118MG肿瘤中，最上调的基因包括骨形态发生蛋白（BMP2）和抑制素βA亚基（INHBA），这两个基因都是TGFβ信号和上皮-间质转化的调节因子。在HuO9肿瘤中，表观遗传调节因子（如HINFP和H4C11）表达增加，而与肿瘤促进相关的WNT和RAS信号通路基因表达显著降低。基因本体分析显示，治疗后U118MG肿瘤中免疫和上皮-间质转化相关术语富集，而HuO9肿瘤中代谢和细胞周期相关通路改变。值得注意的是，40个基因在两种模型中都差异表达，其中多个基因功能与LRRC15假设角色（细胞迁移、侵袭和粘附）相似。

在肿瘤微环境方面，所有三种模型中，RIT都诱导了免疫激活相关通路的改变，包括Gzmk、Cxcr6和Lck的上调。重要的是，[¹⁷⁷Lu]Lu-DUNP19治疗导致与免疫细胞排斥和免疫检查点阻断反应不良相关的基因特征逐渐消失。在2例对治疗耐药的HCC1954肿瘤中，Lrrc15和LRRC15+CAF基因特征均未降低，表明该特征与治疗反应相关。

为进一步验证这些发现，研究者在同系MC38结直肠癌模型（LRRC15-癌细胞，LRRC15+基质）中结合[¹⁷⁷Lu]Lu-DUNP19 RIT与免疫检查点阻断（抗CTLA4+抗PD1）。与转录组变化一致，RIT诱导肿瘤生长延迟并延长生存期（36天 vs. 23天），并与抗CTLA4和抗PD-1疗法产生协同作用（中位生存期>65天，p<0.001）。

研究结论表明，靶向LRRC15的放射免疫治疗策略能有效抑制多种难治性肿瘤的生长，延长生存期，并通过逆转TGFβ驱动的免疫抑制微环境克服免疫治疗抵抗。这种治疗方式具有良好的耐受性和可管理的毒性特征，为精准肿瘤治疗提供了新范式。

该研究的重大意义在于首次开发了针对LRRC15的放射免疫治疗平台，实现了诊断与治疗的一体化。通过靶向TGFβ通路的下游效应分子，该策略避免了直接靶向TGFβ可能引起的毒副作用，同时有效重塑肿瘤免疫微环境。与免疫检查点抑制剂的协同作用为进一步提高肿瘤免疫治疗效果提供了新思路。这种治疗策略尤其适用于目前治疗选择有限的间质来源肿瘤和具有免疫抑制微环境的实体瘤，为扩大免疫治疗受益人群带来了希望。