靶向SHP2逆转非小细胞肺癌免疫逃避及抗PD-1治疗耐药性的机制研究

《Cell Communication and Signaling》：Targeting SHP2 to reverse immune evasion and resistance to anti-PD-1 therapy in non-small cell lung cancer

本研究针对非小细胞肺癌(NSCLC)抗PD-1治疗耐药性这一临床难题，通过CRISPR筛选发现SHP2是肿瘤细胞逃逸CD8+T细胞杀伤的关键因子。研究人员证实SHP2通过抑制IFN-γ/STAT1/IRF1信号通路，降低CCL5分泌，从而削弱CD8+T细胞功能。采用SHP2抑制剂JAB-3312可逆转免疫抑制表型，并与抗PD-1抗体产生协同抗肿瘤效应。该研究为克服免疫检查点抑制剂耐药提供了新策略。

　　

在肺癌治疗领域，免疫检查点抑制剂的出现曾经带来革命性突破，特别是针对PD-1/PD-L1轴的单克隆抗体，为晚期非小细胞肺癌(NSCLC)患者带来了长期生存的希望。然而，临床实践中一个棘手的问题日益凸显：相当一部分患者对PD-1抑制剂表现为原发性耐药，而另一些最初有效的患者也会随着治疗时间的推移产生获得性耐药。这种耐药性成为制约免疫治疗效果的关键瓶颈，亟待科学家们揭示其深层机制并寻找破解之道。

肿瘤微环境是影响免疫治疗效果的核心战场，其中CD8⁺T细胞的功能状态尤为关键。这些免疫卫士通过分泌干扰素-γ(IFN-γ)等细胞因子发挥抗肿瘤作用，但肿瘤细胞却能够发展出多种策略来抵抗这种免疫攻击。近年来，蛋白酪氨酸磷酸酶SHP2(由PTPN11基因编码)在肿瘤发生发展中的作用逐渐受到关注，它不仅通过RAS-MAPK通路促进肿瘤生长，还参与免疫调节。然而，肿瘤细胞内在的SHP2如何精确调控免疫应答，特别是在干扰素信号通路中扮演什么角色，仍然是有待阐明的科学问题。

发表在《Cell Communication and Signaling》的这项研究，正是瞄准了这一科学前沿。研究人员假设SHP2可能通过干扰IFN-γ信号通路，进而影响关键趋化因子的产生，最终导致CD8⁺T细胞功能受损和免疫治疗耐药。为验证这一假设，团队设计了一系列严谨的实验，从临床样本分析到分子机制探索，从体外细胞模型到动物体内验证，系统揭示了SHP2在NSCLC免疫逃避中的关键作用。

关键技术方法

研究采用了多种技术方法：通过免疫组化(IHC)、qRT-PCR和Western blotting分析110例NSCLC患者组织中SHP2表达；利用CRISPR-Cas9筛选鉴定免疫逃避相关基因；建立肿瘤细胞与CD8⁺T细胞共培养体系评估免疫应答；采用RNA测序、Western blotting、ELISA和邻近连接实验(PLA)分析IFN-γ/STAT1/IRF1信号通路和CCL5分泌；使用SHP2抑制剂JAB-3312进行药理干预；构建同系小鼠模型评估联合治疗效果；建立患者来源类器官(PDO)模型验证药物敏感性。

SHP2在NSCLC患者中表达上调并促进疾病进展

研究人员首先通过全基因组CRISPR筛选发现，在A549细胞与活化CD8⁺T细胞共培养后，存活细胞中SHP2的sgRNA显著富集，提示SHP2可能促进肿瘤细胞抵抗T细胞杀伤。临床样本分析显示，NSCLC组织中SHP2蛋白水平显著高于癌旁正常组织，且高SHP2表达与更大肿瘤体积、淋巴结转移和晚期TNM分期相关。生存分析进一步证实，SHP2高表达患者的总生存期和无病生存期均较短，多因素分析确定SHP2是独立预后因素。

SHP2参与IFN-γ/STAT1/IRF1信号通路激活

为探究SHP2调控的转录程序，研究人员对SHP2敲低(KD)的A549细胞进行RNA测序。基因集富集分析(GSEA)显示，SHP2敲除后干扰素-α(IFN-α)和干扰素-γ(IFN-γ)应答通路显著上调。功能实验表明，SHP2过表达(OE)细胞在IFN-γ处理下表现出更强的增殖能力和克隆形成能力，而SHP2敲低细胞则对IFN-γ的生长抑制更为敏感。机制上，SHP2敲低增强了IFN-γ诱导的STAT1磷酸化和IRF1表达，邻近连接实验证实SHP2与p-STAT1存在直接相互作用。

SHP2高表达抑制CD8⁺T细胞功能并促进抗PD-1耐药

通过建立肿瘤细胞与CD8⁺T细胞共培养体系，研究人员发现与SHP2敲低肿瘤细胞共培养的CD8⁺T细胞分泌更高水平的TNF-α、IFN-γ、颗粒酶B和穿孔素，而SHP2过表达则抑制这些效应分子的分泌。在Lewis肺癌(LLC)同系小鼠模型中，SHP2敲低显著抑制肿瘤生长，并增强对抗PD-1抗体治疗的敏感性。肿瘤组织分析显示，SHP2敲低肿瘤中IFN-γ⁺CD8⁺T细胞和TNF-α⁺CD8⁺T细胞浸润增加。

SHP2调控NSCLC中CCL5分泌，驱动CD8⁺T细胞功能障碍

RNA测序和Luminex分析发现SHP2敲低显著改变CCL5、CXCL5和CXCL9的表达和分泌。验证实验表明SHP2敲低增加而SHP2过表达降低CCL5的mRNA和蛋白水平。功能上，CCL5敲低显著削弱CD8⁺T细胞分泌效应分子的能力。小鼠实验中，SHP2敲低肿瘤小鼠在接受抗PD-1治疗时外周血CCL5水平升高。

SHP2抑制增强抗肿瘤免疫并与PD-1阻断产生协同效应

药理抑制SHP2使用JAB-3312可逆转SHP2介导的STAT1磷酸化和IRF1表达抑制，抑制肿瘤细胞增殖，并增强CCL5分泌。共培养实验中，JAB-3312处理的肿瘤细胞能够促进CD8⁺T细胞分泌效应分子。患者来源类器官(PDO)实验证实JAB-3312对NSCLC具有抗肿瘤活性。小鼠模型中，JAB-3312与抗PD-1抗体联合使用表现出协同抗肿瘤效果，伴随CD8⁺T细胞浸润增加和功能增强。过继性T细胞转移实验表明SHP2抑制具有T细胞内在效应。

临床和转录组学分析揭示SHP2介导的CCL5抑制与免疫逃避和抗PD-1耐药相关

对29例接受抗PD-1治疗的NSCLC患者分析显示，疾病进展(PD)患者肿瘤组织SHP2 mRNA表达显著高于部分缓解(PR)和疾病稳定(SD)患者，而外周血CCL5水平则显著降低。公共数据库分析验证了CCL5高表达与治疗反应正相关，SHP2与CCL5表达负相关。生存分析显示SHP2高表达与不良预后相关，而CCL5高表达与较好预后相关。免疫浸润分析表明SHP2表达与CD8⁺T细胞浸润负相关，CCL5则正相关。

研究结论与意义

该研究通过多层次的实验证据，确立了肿瘤细胞内在SHP2作为NSCLC免疫逃避和抗PD-1治疗耐药的关键介质。机制上，SHP2通过直接相互作用抑制STAT1磷酸化，进而削弱IFN-γ/STAT1/IRF1信号通路活性，减少CCL5的转录和分泌。CCL5的降低不仅影响CD8⁺T细胞的肿瘤浸润，还直接削弱其效应功能，形成免疫抑制性肿瘤微环境。

研究的创新性在于首次系统阐明了SHP2-IFN-γ-CCL5轴在NSCLC免疫调节中的核心作用，为理解肿瘤细胞内在因子如何塑造免疫抑制性微环境提供了新视角。临床转化方面，SHP2抑制剂JAB-3312与抗PD-1抗体的协同效应，尤其是其双重作用机制——既逆转肿瘤细胞免疫抑制，又增强T细胞功能，为克服当前免疫治疗耐药提供了有前景的联合策略。

该研究的发现不仅深化了对SHP2生物学功能的理解，更重要的是为NSCLC免疫治疗耐药这一临床难题提供了新的解决思路。未来，针对SHP2的高表达患者进行精准的联合免疫治疗，可能成为改善NSCLC患者预后的有效途径。同时，SHP2表达水平可能作为预测抗PD-1治疗反应的生物标志物，具有重要的临床转化价值。