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小细胞肺癌(SCLC)治疗选择有限,患者易复发。研究人员开展了 DNA-PK 抑制对 SCLC 抗肿瘤免疫应答影响的研究。结果显示,DNA-PKi 可通过非经典 STING-MAVS 途径激活先天免疫,联合治疗有潜力。这为 SCLC 治疗提供了新策略。
小细胞肺癌(Small Cell Lung Cancer,SCLC)是一种极具侵袭性的肺癌,就像隐藏在人体肺部的 “恶魔”,严重威胁着人们的健康。它有着独特的生物学特性,高内在复制压力和 DNA 损伤是其显著特点,而且缺乏可靶向的突变,这使得治疗困难重重。目前,铂类化疗联合抗 PD-L1 药物治疗后,再用抗 PD-L1 药物维持治疗是广泛期 SCLC 患者的标准治疗方案。但这种 “一刀切” 的方法效果并不理想,多数患者在诱导治疗结束后的几个月内就会复发,仿佛病魔从未真正被战胜,只是暂时蛰伏。
面对这一困境,来自意大利那不勒斯坎帕尼亚路易吉?万维泰利大学(University of Campania Luigi Vanvitelli)等机构的研究人员决心探索新的治疗策略,相关研究成果发表在《iScience》杂志上。他们聚焦于 DNA 损伤修复(DNA Damage Repair,DDR)抑制剂,尤其是 DNA 依赖蛋白激酶(DNA-dependent protein kinase,DNA-PK)抑制剂(DNA-PKi),期望为 SCLC 的治疗带来新的曙光。
研究人员开展了一系列研究,综合运用多种技术方法,包括 RNA 测序(RNA-seq)、蛋白质免疫印迹(Western blot)、免疫沉淀(IP)、免疫荧光(IF)等,从细胞系、患者来源的免疫细胞、2D/3D 共培养体系以及来自患者恶性胸腔积液(Malignant Pleural Effusion,MPE)的体外 SCLC 肿瘤模型等多个层面进行深入探究。样本主要来源于 SCLC 患者,包括外周血单核细胞(Peripheral Blood Mononuclear Cells,PBMCs)和 MPE 样本等。
研究结果如下:
- 顺铂对 SCLC 肿瘤和患者 PBMCs 的影响:通过对 SCLC 细胞系和患者 PBMCs 的研究发现,顺铂处理可诱导 DNA 损伤修复(DDR)相关通路富集,同时激活包括 STING 和 MAVS 在内的先天免疫相关通路。在 SCLC 细胞系中,顺铂处理后,p-H2A.X(DNA 损伤的标志物)、DNA-PK、P-Chk1、ρ-Chk2 等 DDR 蛋白以及 STING、MAVS 的表达均增加;在患者 PBMCs 中,顺铂处理后,与抗肿瘤先天免疫相关的 I 型干扰素(IFN-α 和 IFN-β)和 IFN-γ 通路显著富集,且 PD-1 信号特征表达降低。这表明化疗诱导的 DNA 损伤可激活 SCLC 模型中的先天免疫途径。
- DNA-PK 抑制对 PBMCs 衍生淋巴细胞的作用:研究不同 DDR 抑制剂对 SCLC 患者 PBMCs 中 DNA/RNA 先天免疫传感器的诱导作用时发现,DNA-PKi 上调 STING 和 MAVS 的能力比其他 DDR 抑制剂更强。进一步研究发现,DNA-PKi 介导的 STING 上调不依赖于 cGAS,可能通过激活非经典 STING 通路发挥作用。而且,DNA-PKi 处理后,患者 PBMCs 的代谢发生改变,更倾向于氧化代谢,这有助于维持免疫细胞的活性。
- STING-MAVS 线粒体相互作用机制:利用免疫荧光和免疫沉淀技术分析发现,DNA-PK 抑制可促使 STING 转位到线粒体,与 MAVS 相互作用,形成复合物,进而激活下游的先天免疫应答。在顺铂处理后的 SCLC 患者 PBMCs 中,这种作用更为明显,且 DNA-PKi 能增强和放大这一机制,通过选择性激活 MAVS 原纤维形成来强化先天免疫抗肿瘤反应。
- DNA-PK 抑制在 SCLC 细胞中的作用:在 SCLC 细胞中,短期处理时,DNA-PKi 和 ENPP1i 对激活 STING 下游通路的效果相似,但长期处理时,DNA-PKi 能维持更持久的免疫反应。转录组分析显示,DNA-PKi 处理后的 SCLC 细胞系中,DNA 修复和病毒感染相关基因集富集,且序贯治疗(顺铂 / DNA-PKi)可显著富集 IFN 通路和病毒感染诱导的 IFN 反应,同时下调转移和干细胞相关基因集,提示序贯治疗具有抗肿瘤疗效。
- DNA-PK 抑制对免疫细胞与癌细胞相互作用的影响:建立 SCLC 细胞与 PBMCs 的 2D 共培养模型发现,肿瘤细胞与淋巴细胞的物理接触可强烈激活非经典 MAVS/STING 通路,并诱导肿瘤细胞中物理复合物的组装。此外,DNA-PKi 处理后的共培养 SCLC 细胞中 PD-L1 表达上调,这表明 DNA-PKi 与免疫治疗联合可能具有潜在益处。
- DNA-PK 抑制对巨噬细胞极化和 NK 细胞介导的细胞毒性的影响:研究发现,DNA-PKi 诱导的细胞毒性主要由 NK 细胞介导,且 DNA-PKi 可促进巨噬细胞向 M1 型极化,减少癌细胞的活力,发挥抗肿瘤作用。
- DNA-PK 抑制对 3D 共培养球体和 PBMC 衍生免疫细胞的影响:在 3D 共培养体系中,DNA-PKi 联合阿替利珠单抗(atezolizumab)可直接激活免疫细胞,破坏 SCLC 来源的球体结构,增强淋巴细胞对肿瘤球体的浸润能力,发挥抗肿瘤免疫作用。
- DNA-PK 抑制在体外 SCLC 细胞中的作用:建立来自 SCLC 患者 MPE 的体外细胞系模型发现,序贯治疗(顺铂 + 阿替利珠单抗 / DNA-PKi)可显著降低细胞活力,增加 STING 和 MAVS 的表达,激活非经典 MAVS/STING 通路,且该细胞系中 DNA-PK 的增加提示其靶向治疗可能预防治疗耐药。
研究结论和讨论部分指出,本研究证实了 DNA-PKi 通过非经典 STING-MAVS 复合物激活,在 SCLC 细胞系和免疫细胞中维持广泛的抗肿瘤免疫反应,为 SCLC 治疗提供了新的生物学理论基础。DNA-PKi 联合免疫治疗可能是预防 SCLC 患者化疗免疫治疗后肿瘤进展的有效策略,且 DNA-PKi 与其他激活 STING 通路的药物联合可能在复发 SCLC 患者和其他肿瘤类型中具有更广泛的应用前景。然而,本研究也存在一些局限性,如 SCLC 亚型的差异可能影响研究结果的适用性,体外模型不能完全模拟体内复杂的肿瘤微环境,样本量有限可能影响研究结果的统计效力和广泛适用性等。尽管如此,这些发现依然为 SCLC 的治疗开辟了新的方向,未来还需要更多的研究来进一步验证和完善这一治疗策略,为 SCLC 患者带来更多的生存希望。