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这篇研究发现 Semaphorin7A(SEMA7A)可促进乳腺组织免疫细胞中 PD-L1 表达,SEMA7A + 肿瘤富含免疫抑制细胞。靶向 SEMA7A 的单克隆抗体能抑制肿瘤生长、恢复细胞毒性 T 细胞功能,为乳腺癌免疫治疗提供新方向。
研究背景
怀孕和母乳喂养对乳腺癌的发生有一定保护作用,但产后却存在患乳腺癌的短暂高风险期,尤其是 35 岁后生育的女性。产后乳腺癌(PPBC)患者预后较差,其特征包括淋巴结受累、淋巴管浸润和 Luminal B 亚型富集等 。
小鼠模型显示,产后乳腺退化过程会促进肿瘤细胞生长和转移。这一过程中,80% 的分泌性乳腺上皮细胞死亡,乳腺重塑与伤口愈合相似。在退化的不同阶段,有多种免疫细胞参与,如中性粒细胞、巨噬细胞、淋巴细胞等,同时存在免疫抑制现象,包括 PD-1/PD-L1 信号通路的激活 。
Semaphorin 7a(SEMA7A)在产后乳腺退化期间表达,可促进细胞存活,且在 PPBC 肿瘤中高表达,与肿瘤进展和不良预后相关。此外,抗 PD-1 和抗 PD-L1(αPD-1/αPD-L1)免疫疗法在多种癌症治疗中取得成功,但在乳腺癌治疗中的效果有待提高 。因此,探索 SEMA7A 与免疫治疗靶点的关系,对改善乳腺癌患者生存具有重要意义。
研究结果
- SEMA7A 介导产后乳腺退化期间的肿瘤生长和 PD-L1 表达:将 E0771 野生型小鼠乳腺肿瘤细胞植入野生型(WT)和 SEMA7A 基因敲除(KO)小鼠的乳腺脂肪垫中,发现 WT 小鼠在产后退化期间肿瘤生长更快。同时,KO 小鼠乳腺组织中淋巴内皮细胞(LECs)、巨噬细胞和 PoEMs 减少,PD-L1 在这些细胞上的表达也降低 。这表明 SEMA7A 在乳腺退化期间对组织微环境变化有重要作用。
- SEMA7A 和 PD-L1 在肿瘤微环境(TME)细胞中的表达:将过表达 SEMA7A 的 E0771 小鼠乳腺肿瘤细胞注入未生育小鼠体内,发现 SEMA7A 过表达(OE)肿瘤生长更快,且肿瘤细胞、免疫细胞(如巨噬细胞、T 细胞等)表面的 PD-L1 表达增加。同时,OE 肿瘤中 M2 样巨噬细胞和 PoEMs 增多,M1 样巨噬细胞减少,CD4+和 CD8+ T 细胞百分比下降,且 T 细胞表现出更多的耗竭特征 。这说明 SEMA7A 表达可促进免疫抑制性 TME 的形成。
- 免疫检查点抑制和 SEMA7A 在乳腺癌临床前模型中的作用:用 αPD-1/αPD-L1 单克隆抗体治疗 SEMA7A OE 肿瘤小鼠,初期肿瘤生长减慢,但随后出现反弹。治疗后,肿瘤中 SEMA7A 表达细胞富集,PD-L1+肿瘤细胞减少,免疫细胞浸润增加,包括 M1 巨噬细胞,且 T 细胞的耗竭状态部分逆转 。这表明 αPD-1/αPD-L1 治疗可改变 SEMA7A OE 肿瘤的免疫微环境,但可能导致 SEMA7A 高表达肿瘤细胞的富集。
- 直接靶向 SEMA7A 和抗肿瘤免疫反应:在三阴乳腺癌(TNBC)小鼠模型中,靶向 SEMA7A 的单克隆抗体 SmAbH1 显著抑制肿瘤生长,延长小鼠生存时间,部分肿瘤完全消退。SmAbH1 治疗后,肿瘤中 M1 样巨噬细胞增加,M2 样巨噬细胞、PoEMs 和 PD-L1+细胞减少,CD4+和 CD8+ T 细胞增多且耗竭标记减少 。这表明 SmAbH1 可激活抗肿瘤免疫反应,促进 SEMA7A+乳腺肿瘤的消退。
- SEMA7A 和 PD-L1 信号在乳腺癌患者中的关联:分析癌症基因组图谱(TCGA)乳腺癌数据集发现,SEMA7Ahigh肿瘤中,PD-1/PD-L1、podoplanin、巨噬细胞相关基因等表达增加。相关性分析表明,SEMA7A 与这些基因显著相关。生存分析显示,SEMA7A 与 PD-L1 或 PD-1 共表达的乳腺癌患者总体生存率降低,接受免疫治疗的患者中,SEMA7A 高表达者生存率更低 。这提示 SEMA7A 与乳腺癌患者的免疫抑制和不良预后相关。
研究讨论
本研究表明 SEMA7A 促进小鼠产后肿瘤生长,其机制可能是通过促进 PD-L1 在多种细胞类型中的表达,营造免疫抑制环境。虽然研究模型与人类乳腺癌存在差异,但体外和患者数据支持该机制在乳腺癌患者中可能同样存在。
SEMA7A 可能通过激活 AKT 等信号通路促进 PD-L1 表达,且存在多种潜在的冗余信号通路。联合靶向多个促生存信号通路与免疫治疗,可能为 SEMA7A+乳腺癌患者提供新的治疗策略 。
目前,针对 SEMA7A+肿瘤的靶向治疗和诊断方法尚未建立。监测 SEMA7A 水平可能对接受免疫治疗的患者具有重要意义,且 SEMA7A 靶向治疗可能具有较少的脱靶副作用 。未来,开发针对 SEMA7A 的优化人源化抗体并进行临床试验,有望为 PPBC 及其他 SEMA7A+癌症患者带来新的治疗选择 。
研究局限性
本研究存在一定局限性。SEMA7A 在蛋白质水平的研究仅在小鼠组织中进行,虽有患者数据集的 mRNA 水平验证,但仍需进一步研究。SEMA7A 到 PD-L1 表达的信号通路尚未完全解析,TME 中还有其他免疫细胞可能受 SEMA7A 影响,但未在本研究中深入探讨 。此外,SmAbH1 的作用机制尚未完全明确,需要进一步研究以推动其临床应用 。