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肺癌恶性胸腔积液(MPE)治疗手段有限,免疫抑制明显。研究人员开展 IL-6 与 PD-L1 双重阻断对 MPE 作用的研究。结果发现双重阻断可减轻免疫抑制、降低肿瘤负担。这为 MPE 治疗提供了潜在策略。
在肺癌的众多并发症中,恶性胸腔积液(Malignant Pleural Effusion,MPE)犹如一道难以跨越的鸿沟,严重威胁着患者的生命健康。它大多由肺癌转移引发,患者预后极差,中位生存期不足一年。尽管现代癌症治疗手段不断进步,但针对 MPE 的治疗目前仍以姑息治疗为主,难以从根本上解决问题。
MPE 的形成源于多种因素,淋巴引流受阻、毛细血管和胸膜通透性增加以及液体生成增多,使得富含肿瘤和免疫细胞的渗出液在胸腔积聚,营造出一个有利于肿瘤生长且具有免疫抑制作用的微环境,其中缺氧和免疫逃逸现象十分突出。近年来,免疫检查点阻断(Immune Checkpoint Blockade,ICB)疗法虽取得了一定成效,然而在 MPE 这类 “冷” 肿瘤中,耐药问题却极为棘手,严重限制了其治疗效果,因此探寻全新的治疗策略迫在眉睫。
白细胞介素 - 6(Interleukin-6,IL-6)作为肿瘤微环境(Tumor Microenvironment,TME)中常见的细胞因子,在肿瘤进展和免疫反应抑制方面扮演着重要角色,尤其在肺癌中,它通过 IL-6/STAT3 信号通路促进肿瘤发展。此前研究虽发现抑制 IL-6 联合阻断程序性死亡蛋白 1(Programmed Cell Death Protein 1,PD-1)/ 程序性死亡蛋白 1 配体 1(Programmed Cell Death Protein 1 Ligand 1,PD-L1)可能改善肿瘤控制,但它们在 MPE 中的相互作用及联合影响尚不清楚。癌症相关成纤维细胞(Cancer-Associated Fibroblasts,CAF)作为 TME 的关键组成部分,具有功能异质性,不同亚型在肿瘤进展中的作用差异较大,其在 MPE 中的作用也有待深入探究。
为了解决这些难题,来自南京大学医学院附属金陵医院等机构的研究人员展开了深入研究。他们发现,IL-6 在 MPE 患者胸腔积液中的水平显著高于血清,且与 PD-L1 表达呈正相关,高 IL-6 水平还与患者较差的生存率相关。在 MPE 小鼠模型中,IL-6 和 PD-L1 双重阻断疗法展现出了令人惊喜的效果,不仅减少了胸腔积液体积和肿瘤负担,降低了 PD-L1 表达,还增强了 T 细胞浸润,有效缓解了 TME 的免疫抑制状态。
进一步研究揭示,IL-6 与炎症性 CAF(iCAF)之间存在着一个正反馈循环,共同促进免疫抑制环境的形成。在体外实验中,MPE 中的 IL-6 能够通过 IL-6/STAT3 通路上调肿瘤细胞的 PD-L1 表达。基于这些发现,研究人员认为 IL-6 是 MPE 中免疫抑制和肿瘤进展的关键因素,而 IL-6 和 PD-L1 双重阻断疗法为 MPE 的治疗提供了一种极具潜力的新途径。该研究成果发表在《Respiratory Research》上,为肺癌 MPE 的治疗开辟了新的方向,有望给众多患者带来新的希望。
研究人员开展研究时,采用了多种关键技术方法。在细胞和动物实验方面,从肺癌患者组织中提取原代肺 CAF 和正常成纤维细胞(NFs),并培养多种细胞系用于实验;构建 MPE 小鼠模型,设置不同处理组进行研究。在检测分析技术上,运用 RNA 测序和免疫反卷积评估免疫细胞浸润情况;借助流式细胞术、免疫组化和多重免疫荧光技术对 CAF 和免疫细胞浸润进行评估;还通过酶联免疫吸附测定检测 IL-6 水平。此外,利用生物发光成像观察小鼠体内肿瘤生长情况 。
下面来详细看看研究结果:
- 肺癌患者 MPE 中 IL-6 水平与 PD-L1 表达相关:研究纳入 26 例肺癌患者,分析发现 MPE 中 IL-6 浓度显著高于血清,通过数据库分析还发现 IL-6 与 PD-L1 表达呈正相关,且高 IL-6 水平与肺癌患者较差的生存率相关,这表明 IL-6 在 MPE 中可能参与调节免疫逃逸机制。
- IL-6 和 PD-L1 双重阻断有效缓解免疫抑制并控制 MPE:在 MPE 小鼠模型中,给予抗 IL-6 单克隆抗体(mAb)和抗 PD-L1 mAb 单独或联合治疗。结果显示,联合治疗组 MPE 体积和肿瘤结节数量显著减少,生存时间延长,且未观察到明显的全身毒性。同时,联合治疗组肿瘤结节中 CD8+和 CD4+ T 细胞浸润增加,免疫抑制成分减少,表明该联合疗法能有效缓解免疫抑制,控制 MPE 进展。
- CAF 介导联合疗法的疗效:对 MPE 小鼠模型的胸膜组织进行 RNA 测序和免疫反卷积分析,发现 CAF 是实验各组中变化最显著的细胞类型。通过建立共注射 NIH/3T3 成纤维细胞和 LLC 肿瘤细胞的 MPE 小鼠模型验证,结果表明 IL-6 抑制剂和 PD-L1 阻断剂联合治疗可显著减少 MPE 体积和肿瘤结节形成。进一步分析 RNA 测序数据发现,不同处理组中 CAF 相关标记基因的表达模式存在差异,KEGG 通路分析揭示了一些可能与 TME 变化相关的通路。
- IL-6 通过 IL-6/STAT3 通路增强 CAF 浸润:在小鼠模型中,MPE 中的 IL-6 表达高于血清。联合治疗组中 CAF 总体数量减少,体外实验表明,MPE 可激活 NFs 成为 CAFs,IL-6 通过 IL-6/STAT3 通路激活 CAFs,而托珠单抗(tocilizumab)可抑制这一过程,说明 IL-6 主要维持已激活 CAF 的活性。
- IL-6 改变 CAF 亚型并抑制 iCAF 的促炎作用:在 MPE 小鼠模型中,联合治疗后 iCAF 比例减少,myCAF 比例增加。体外共培养实验发现,MPE 处理可增加 iCAF 比例,托珠单抗可逆转这一趋势。此外,MPE 处理还诱导 iCAF 相关基因表达,托珠单抗可降低其表达。功能实验表明,产生 IL-6 的 CAF 具有免疫抑制作用,托珠单抗可缓解这一作用。
- IL-6 通过激活 STAT3 介导 CAF 与肿瘤相互作用中 PD-L1 的上调:研究发现肿瘤中 PD-L1 与 IL-6 表达呈正相关。体外实验表明,IL-6 和 MPE 处理可增加 A549 细胞中 PD-L1 表达和 STAT3 磷酸化,托珠单抗和 STAT3 抑制剂可阻断这一过程。在 MPE 小鼠模型中,联合治疗进一步降低肿瘤结节中 PD-L1 表达,表明 CAF 来源的 IL-6 可促进肿瘤中 PD-L1 上调。
综合研究结果和讨论部分,该研究明确了 IL-6 在 MPE 中促进肿瘤进展和免疫逃逸的关键作用,它通过 IL-6/STAT3 通路调节肿瘤 PD-L1 表达,并影响 CAF 亚型,尤其是 iCAF。IL-6 和 PD-L1 双重阻断疗法有效减轻了肿瘤负担,缓解了免疫抑制,增强了 T 细胞浸润。虽然研究存在一定局限性,如小鼠模型不能完全模拟人体系统免疫反应、CAF 亚型分类和功能验证不完整等,但这些发现仍为 MPE 的治疗提供了重要的理论依据和潜在的治疗策略,有望推动肺癌 MPE 治疗领域的进一步发展。