二甲双胍联合抗 PD-1/PD-L1 药物：激活非小细胞肺癌患者外周免疫细胞抗肿瘤免疫应答的新策略

《Cell Death & Disease》：Addition of metformin to anti-PD-1/PD-L1 drugs activates anti-tumor immune response in peripheral immune cells of NSCLC patients

为解决非小细胞肺癌（NSCLC）免疫治疗耐药、难以持久获益的问题，研究人员开展了二甲双胍（MET）联合抗 PD-1/PD-L1 疗法对 NSCLC 患者抗肿瘤免疫应答影响的研究。结果发现联合治疗可激活免疫细胞，增强抗肿瘤能力，为 NSCLC 治疗提供新方向。

　　在肺癌的 “战场” 上，非小细胞肺癌（NSCLC）是主力军，占比高达 85%，其也是癌症相关死亡的 “头号杀手” 。近年来，抗 PD-1/PD-L1 药物的出现，给晚期 NSCLC 患者带来了新希望，然而并非所有患者都能从中持久获益，免疫治疗的耐药机制复杂，至今尚未完全明晰。在 NSCLC 的亚型肺腺癌（LUAD）中，丝氨酸 / 苏氨酸激酶 11（STK11，也叫肝激酶 B1，LKB1）是常见的突变基因之一，携带 LKB1 突变的肿瘤往往呈现 “免疫冷” 状态，对免疫治疗不敏感。

在此背景下，来自意大利的研究人员展开了探索。他们聚焦于二甲双胍（MET）联合抗 PD-1/PD-L1 疗法对 NSCLC 患者抗肿瘤免疫应答的影响，研究成果发表在《Cell Death and Disease》杂志上。

研究人员开展此项研究运用了多种关键技术方法。他们获取了 NSCLC 患者的外周血单核细胞（PBMCs）样本队列，利用 RNA 测序（RNA-seq）技术分析基因表达变化，通过 MTT 法检测细胞活力，借助蛋白质免疫印迹法（Western blot analysis）分析蛋白表达，采用免疫组化（IHC）评估 PD-L1 表达，还运用了球体形成和免疫荧光染色、患者来源肿瘤类器官生成、流式细胞术分析等技术 。

下面来看看具体的研究结果：

1. LKB1^mut和 LKB1^wt NSCLC 细胞的转录组特征：对比 LKB1 突变（LKB1^mut）和野生型（LKB1^wt）的 NSCLC 细胞，发现两者存在大量差异表达基因。LKB1^mut细胞中，AMPK 信号通路相关基因转录下调，mTOR mRNA 上调，同时 Toll 样受体信号通路和胞质 DNA 感知通路中关键免疫应答基因转录减少。
2. 二甲双胍对 LKB1^mut和 LKB1^wt NSCLC 细胞 cGAS-STING 下游通路激活的影响：MET 处理 LKB1^mut细胞后，AMPK 基因表达和信号通路显著上调，胞质 DNA 感知通路相关的 IFNβ、CCL5、CXCL10 和 IRF3 等基因表达增加，且 p-IRF3 向细胞核的转位明显。而在 LKB1^wt细胞中，MET 处理未呈现类似效果，表明 MET 更易激活 LKB1^mut NSCLC 细胞的相关通路。
3. 二甲双胍对未经治疗的 NSCLC 患者免疫细胞的影响：分析 MET 处理的 NSCLC 患者 PBMCs 的 RNA-seq 数据，发现诸多基因表达变化。GO 富集分析显示，MET 处理诱导 PBMCs 中与跨膜转运体、离子通道活性、趋化因子介导的信号通路和体液免疫反应相关的基因集正向调节。此外，MET 处理还使 PBMCs 中 cGAS、IL-1β 和 CCL5 等基因表达显著增加，提示其对 PBMCs 具有促免疫效应。
4. 二甲双胍和抗 PD-L1 联合对淋巴细胞抗肿瘤活性的影响：将 MET 与抗 PD-L1 药物联合处理免疫细胞，然后与 NSCLC 细胞共培养。结果显示，LKB1^mut的 NSCLC 细胞系 H460 与处理后的免疫细胞共培养时，细胞活力下降更明显。联合处理激活了免疫细胞介导的细胞毒性，影响了肿瘤细胞的细胞周期和凋亡相关蛋白表达。同时，联合处理还显著降低了 LKB1^mut细胞的集落形成能力，表明联合治疗可激活免疫细胞的抗肿瘤活性。
5. 二甲双胍对单核细胞的影响：单核细胞在免疫应答抗肿瘤功能中起关键作用。研究发现，MET 单独或与抗 PD-L1 联合处理 NSCLC 患者来源的单核细胞，可显著上调 STING 和 cGAS 的 mRNA 表达。联合处理还使 M1 型抗肿瘤标志物（如 IL-1β 和 TNF-α）表达增加，且处理后的单核细胞条件培养基能显著降低 NSCLC 细胞活力，证实了 MET 联合免疫治疗的益处。
6. 二甲双胍和抗 PD-L1 联合对肿瘤球体和患者来源 3D 肿瘤类器官的影响：利用 3D NSCLC 肿瘤球体和患者来源的肿瘤类器官模型，研究发现 MET 单独或与抗 PD-1/PD-L1 联合处理，可增强免疫细胞向肿瘤球体的浸润，降低肿瘤球体和肿瘤类器官的细胞活力，进一步验证了联合治疗的抗肿瘤效果。

综合上述研究结果，研究人员得出结论：二甲双胍联合抗 PD-1/PD-L1 疗法可有效刺激抗肿瘤免疫应答，尤其是在 LKB1 突变的 NSCLC 肿瘤中。该联合疗法通过激活关键的胞质 DNA 传感器，增强了免疫细胞的促免疫特性。这一研究为 NSCLC 的治疗提供了新的思路和潜在策略，有望改善免疫治疗效果不佳患者的预后 。不过研究也存在局限性，细胞和类器官模型无法完全模拟体内肿瘤微环境，患者对免疫治疗的反应存在个体差异。未来还需要进一步研究来验证这些发现，并优化 NSCLC 的治疗策略。