AkaLuc生物发光成像技术揭示三阴性乳腺癌化疗后残留肿瘤细胞的免疫调控机制

本研究针对三阴性乳腺癌(TNBC)化疗后残留肿瘤细胞难以检测的问题，开发了基于mCherry-AkaLuc双报告系统的KB1P类器官模型。研究人员通过临床相关TAC化疗方案(多西他赛/阿霉素/环磷酰胺)诱导小鼠产生微小残留病灶(MRD)，利用AkaBLI技术实现体内1000细胞级灵敏度检测，发现免疫系统通过调控上皮-间质转化(EMT)影响残留细胞命运。该研究为TNBC复发监测提供了新型分子影像工具，发表于《npj Breast Cancer》。

　　

在乳腺癌治疗领域，三阴性乳腺癌(TNBC)因其缺乏雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和人表皮生长因子受体2(HER2)表达，成为临床治疗的"顽固堡垒"。这类患者虽然对化疗初期敏感，但高达30-50%会在治疗后3年内复发，其根本原因在于少数"潜伏"的肿瘤细胞能逃逸化疗杀伤，以药物耐受持久性细胞(DTP)状态隐匿存活。这些细胞如同"定时炸弹"，常规影像学难以捕捉，而活检又存在取样偏差，使得临床医生面临"看得见的肿瘤易治，看不见的残留难防"的困境。

维也纳医科大学的研究团队另辟蹊径，将目光投向生物发光成像(BLI)技术的前沿进展。传统萤火虫荧光素酶(FLuc)系统灵敏度有限，而日本学者开发的深海虾荧光素酶(AkaLuc)具有超强发光特性。研究者创新性地将AkaLuc与mCherry荧光蛋白构建成双报告系统，并植入携带BRCA1/Trp53双突变的KB1P类器官——这种类器官能高度模拟人类BRCA1突变型TNBC的生物学特性。通过优化临床常用的TAC方案(多西他赛docetaxel+阿霉素doxorubicin+环磷酰胺cyclophosphamide)，在免疫健全的FVB/N小鼠中成功建立了稳定的MRD模型，其复发时间窗可精确控制在30-40天。

关键技术包括：1)构建mCherry-T2A-AkaLuc双报告慢病毒载体，通过类器官转染建立稳定表达株；2)建立免疫健全与免疫缺陷(裸鼠/NSG)平行模型系统；3)开发改良TAC(2x,q5)化疗方案；4)应用IVIS Spectrum系统进行定量生物发光成像；5)结合流式细胞术和免疫组化分析上皮标志物EpCAM/E-cadherin表达动态。

研究首先验证了AkaLuc系统的超凡灵敏度：体外实验显示其检测下限达5个细胞，较FLuc提升100倍；体内可检测1000个细胞，比传统系统灵敏10倍。意外发现是AkaLuc具有免疫原性，导致mCA-KB1P类器官无法在免疫健全小鼠中成瘤，但在裸鼠和NSG小鼠中成功建模。通过调整药物剂量，在免疫缺陷模型中同样实现了MRD诱导，但残留肿瘤细胞数量显著多于免疫健全宿主。

关键发现在于免疫微环境对残留细胞表型的塑造：免疫健全小鼠MRD期仅存0.47%的肿瘤细胞，且大部分发生上皮标志物EpCAM/E-cadherin的瞬时丢失；而免疫缺陷宿主中残留细胞达14.5%，并保持上皮特征。这提示免疫系统通过施加选择压力，促使肿瘤细胞通过上皮-间质转化(EMT)获得生存优势。研究者进一步开发了组蛋白H2B-mCherry(HmC)报告系统，避免了AkaLuc的免疫原性问题，证实TAC化疗后少数残留细胞确实经历EMT-间质-上皮转化(MET)的动态可塑性变化。

这项研究的意义在于：1)建立了首个能模拟TNBC化疗后MRD的免疫健全类器官模型；2)证实AkaBLI可作为临床前MRD研究的超灵敏工具；3)揭示免疫系统通过调控EMT影响残留细胞命运的全新机制。特别值得注意的是，约20%裸鼠中发现的"休眠"肿瘤细胞群，为研究肿瘤休眠提供了独特模型。未来可基于此平台筛选靶向DTP细胞的药物，或将AkaLuc系统改造为低免疫原性版本用于临床转化。该成果为破解TNBC复发难题提供了重要理论基础和技术支撑，相关发现已发表于《npj Breast Cancer》。