光热疗法联合 STING 激动剂治疗胰腺癌新突破:Gasdermin D 成关键生物标志物

【字体: 时间:2025年03月05日 来源:Journal of Translational Medicine 6.1

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  为探究光热疗法(PTT)对胰腺癌作用机制及疗效,研究人员发现 PTT 联合 STING 激动剂疗效佳,Gasdermin D 可作新生物标志物。

  # 光热疗法联合 STING 激动剂治疗胰腺癌的研究新进展
在癌症的治疗领域,胰腺癌(Pancreatic Cancer,PC)一直是个让人头疼的 “硬骨头”。它就像隐藏在身体里的 “恶魔”,恶性程度极高,患者的五年生存率不到 10%。尽管现代医学在诊断、手术和药物治疗方面不断努力,但由于胰腺癌独特的免疫抑制肿瘤微环境(Tumor Microenvironment,TME),以及它对传统放疗、化疗天然的抵抗性,患者的预后情况依然很差。近年来,免疫检查点抑制剂(Immune Checkpoint Inhibitors,ICIs)、过继性 T 细胞疗法(Adoptive T-cell Therapy,ACT)和肿瘤疫苗等新兴治疗手段虽然取得了一些进展,但对胰腺癌患者的治疗效果仍不尽人意。比如在单臂 KEYNOTE - 158 试验中,高微卫星不稳定性(Microsatellite Instability-High,MSI-H)的胰腺癌患者客观缓解率仅为 18.2%,远低于其他几种癌症。而且,肿瘤疫苗和 ACT 还面临大规模生产和标准化的难题,应用受到很大限制。
在这样的困境下,光热疗法(Photothermal Therapy,PTT)作为一种新兴的癌症治疗策略,逐渐进入人们的视野。PTT 就像是一把精准的 “热手术刀”,作用时间短、副作用少,对正常组织损伤小,还能高效地消灭肿瘤细胞。已有研究表明,PTT 可能通过诱导肿瘤细胞发生免疫原性细胞死亡(Immunogenic Cell Death,ICD),释放肿瘤抗原,进而增强抗肿瘤免疫反应。而细胞焦亡(Pyroptosis)是一种近年来备受关注的促炎性程序性细胞死亡方式,它可以释放炎性因子、肿瘤相关抗原(Tumor-Associated Antigens,TAAs)和损伤相关分子模式(Damage-Associated Molecular Patterns,DAMPs),激活肿瘤特异性适应性免疫。那么,PTT 能否诱导胰腺癌发生细胞焦亡?PTT 联合 STING 激动剂(如 c-di-GMP)对胰腺癌的治疗效果又如何呢?带着这些疑问,中国人民解放军总医院的研究人员展开了深入研究。这项研究成果发表在《Journal of Translational Medicine》上,为胰腺癌的治疗带来了新的希望。

研究人员在此次研究中用到了多种关键技术方法。细胞实验方面,选用了小鼠胰腺癌细胞系 Pan02-luc 和人胰腺腺癌细胞系 SW-1990-LUC 进行体外培养,用这些细胞开展光热治疗实验,观察细胞形态变化,检测乳酸脱氢酶(LDH)释放、蛋白质表达等指标。动物实验上,使用了 BALB/c nu/nu 小鼠和 C57BL/6 N 小鼠构建肿瘤模型,评估不同治疗方法对肿瘤生长、小鼠生存情况的影响,以及对免疫系统的作用。同时,研究人员还分析了来自癌症基因组图谱(TCGA)、基因型 - 组织表达(GTEx)和癌症药物敏感性基因组学(GDSC)数据库的数据,结合人标本检测和患者来源类器官(PDO)实验,全面探究相关分子机制和治疗效果。

下面来看看具体的研究结果:

  1. PTT 诱导细胞焦亡的机制:研究人员用近红外光(808nm)照射经吲哚菁绿(ICG)处理的 SW-1990-LUC 和 Pan02-luc 细胞,模拟光热治疗。结果发现,PTT 处理 5 分钟后,细胞出现明显的细胞焦亡形态特征,如细胞肿胀、细胞膜形成大的鼓泡。随着时间推移,细胞焦亡指数显著增加,细胞上清液中 LDH 释放量也明显增多。进一步研究表明,PTT 主要通过 caspase-1/GSDMD 途径诱导细胞焦亡。在该途径中,PTT 使 caspase-1 发生切割激活,进而切割 Gasdermin D(GSDMD),产生 GSDMD-N 片段,同时细胞上清液中成熟的 IL-1β 和 IL-18 水平显著升高。
  2. PTT 的体内治疗效果:在 SW-1990-LUC 荷瘤小鼠模型中,研究人员发现 PTT 治疗 15 天后,肿瘤重量明显低于对照组,小鼠体重增加,生存期延长,且对肿瘤组织进行 H&E 染色显示癌细胞受到严重损伤,这表明 PTT 在体内具有显著的抑瘤效果,且安全性良好。
  3. PTT 与 STING 激动剂联合治疗的效果:研究人员将 STING 激动剂 c-di-GMP 与 PTT 联合使用,发现 c-di-GMP 能增强 PTT 诱导的细胞焦亡。在 Pan02-luc 荷瘤小鼠模型中,联合治疗组的肿瘤体积在治疗 10 天后几乎消失,小鼠的中位生存期显著延长,且未观察到明显的不良反应,表明联合治疗具有良好的抗肿瘤效果和生物安全性。
  4. 联合治疗对免疫系统的影响:通过建立双侧荷瘤小鼠模型,研究人员发现 PTT 和联合治疗不仅能消除原发性肿瘤,还能缩小远处肿瘤,这得益于诱导的全身抗肿瘤免疫反应。联合治疗可促进树突状细胞(DC)成熟,增加肿瘤浸润 T 细胞的频率,同时减少调节性 T 细胞(Treg)的频率,还能将肿瘤相关巨噬细胞从免疫抑制的 M2 表型转化为免疫刺激的 M1 表型,降低肿瘤内胶原蛋白和癌相关成纤维细胞(CAFs)的含量,改善肿瘤微环境,增强抗肿瘤免疫力。
  5. GSDMD 作为生物标志物的潜力:研究人员通过分析数据库和人标本发现,GSDMD 在胰腺癌组织中高表达。进一步研究表明,GSDMD 高表达与对 5 - 氟尿嘧啶、伊立替康、紫杉醇和顺铂等化疗药物的耐药性相关,而高表达 GSDMD 的 PDO 对 5 - 氟尿嘧啶的敏感性更低。这意味着 GSDMD 可能是一个有价值的生物标志物,可用于识别更适合接受局部治疗(如 PTT)而非化疗的胰腺癌患者。

综合研究结果和讨论,这项研究首次将 c-di-GMP 作为 PTT 的免疫佐剂用于治疗胰腺癌,证实了 PTT 可通过 GSDMD 依赖的经典炎性小体途径诱导细胞焦亡,引发全身抗肿瘤免疫反应,改善肿瘤微环境。同时,GSDMD 有望成为一种新的生物标志物,用于指导胰腺癌的个体化治疗选择。此外,PTT 联合 STING 激动剂的治疗方案显著提高了治疗效果,为胰腺癌的治疗提供了新的思路和方法。不过,研究也存在一些局限性,比如未深入研究肿瘤微环境中其他表型巨噬细胞的存在及作用,STING 激动剂增强 PTT 免疫效果的具体机制也有待进一步探索。但总体而言,该研究成果为胰腺癌的治疗开辟了新方向,具有重要的临床转化价值,也为其他癌症的治疗研究提供了参考。
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