《Cancer Immunology, Immunotherapy》:Afatinib exerts an inhibitory effect on T cell-mediated cytotoxicity
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本研究针对EGFR-TKIs与过继性T细胞疗法联合应用的免疫抑制风险,通过体外抑制剂筛选发现阿法替尼可显著抑制T细胞杀伤活性。机制研究表明该药物通过下调TCR通路信号、抑制CREB磷酸化及IFNG转录,进而减少IFN-γ分泌,且该作用与T细胞增殖无关。在免疫记忆小鼠模型中,阿法替尼治疗组肿瘤排斥失败率提升至50%,提示临床联合用药需谨慎评估时序方案。
在肿瘤免疫治疗领域,过继性T细胞疗法尤其是CAR-T细胞疗法,已在血液系统恶性肿瘤中展现出显著疗效,并逐渐向实体瘤领域拓展。然而,肿瘤抗原异质性、T细胞浸润不足以及免疫抑制性肿瘤微环境等因素,限制了该疗法的广泛应用。值得注意的是,前期治疗可能会损害T细胞功能,影响过继性T细胞疗法的效果。因此,将T细胞疗法与常规治疗相结合作为初始策略,可能带来更好的治疗效果。但联合用药时,药物对T细胞功能的潜在影响却鲜为人知。
本研究由日本癌症研究会癌症化疗中心的Masaru Yokomura等研究人员开展,旨在评估抗癌药物及各类抑制剂对T细胞抗肿瘤细胞毒性的影响,重点关注它们与过继性T细胞疗法联合时的兼容性。研究成果发表在《Cancer Immunology, Immunotherapy》上。
为开展研究,研究人员主要应用了几项关键技术:利用iPSC(诱导多能干细胞)技术再生WT1抗原特异性T细胞(WT1 CTL#3-3)以建立体外杀伤模型;采用基于荧光素酶报告基因的体外杀伤试验进行大规模抑制剂筛选;通过酶联免疫吸附试验(ELISA)和流式细胞术分析T细胞活化和细胞因子分泌;运用受体酪氨酸激酶(RTK)磷酸化蛋白芯片、Western blot(蛋白质印迹)和RNA测序(RNA-seq)等技术探讨分子机制;并构建了免疫记忆小鼠模型进行体内功能验证。
Development of WT1-specific killing assay
研究人员首先建立了WT1抗原特异性杀伤试验体系。他们使用先前已建立的、从iPSC再生的WT1肿瘤抗原特异性T细胞(WT1#3-3),该细胞能够以HLA-A*24:02限制性方式识别WT1抗原。通过将WT1#3-3与表达荧光素酶ZsGreen的靶癌细胞(如MEG01、THP-1和NB9)共培养,并添加外源性WT1肽,验证了WT1#3-3在靶效比(T:E ratio)依赖的方式下对癌细胞的特异性杀伤作用。
In vitro inhibitor screening identified afatinib as an immunosuppressive agent
利用该杀伤模型,研究人员对其内部抑制剂库(包含100 nM和1μM浓度)进行了筛选。结果显示,JAK抑制剂(如ruxolitinib和tofacitinib)和Src抑制剂dasatinib等已知的免疫抑制药物均能抑制T细胞介导的杀伤,与既往报道一致。值得注意的是,第二代EGFR-TKI(表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂)阿法替尼(afatinib)在所有筛选中均一致性地减弱了T细胞的杀伤效果,从而被确定为潜在的免疫抑制剂。
Afatinib attenuates T cell cytotoxic activity by suppressing IFN-γ secretion
验证实验表明,阿法替尼在30-300 nM浓度范围内能显著降低T细胞对THP-1细胞的杀伤作用。进一步研究发现,阿法替尼(300 nM)在低WT1抗原条件下对细胞毒性的削弱尤为明显,提示其抑制作用可能依赖于TCR(T细胞受体)信号强度。使用识别内源性AKF9抗原的TCR-T细胞进行的杀伤实验也证实,阿法替尼处理同样能抑制其对HCT15/β2M(转染了β2微球蛋白)结肠腺癌细胞的杀伤。机制探索发现,阿法替尼显著减少了T细胞IFN-γ(干扰素-γ)的分泌,而外源性补充IFN-γ可以恢复阿法替尼抑制下的杀伤活性,中和IFN-γ则会部分减弱对照组的杀伤活性,表明IFN-γ分泌减少是阿法替尼抑制T细胞毒性的关键环节。
Afatinib primarily exerts its immunosuppressive effect through T cells
为了确定阿法替尼的作用靶点,研究人员分别对THP-1癌细胞和WT1#3-3 T细胞进行预处理。结果显示,预处理T细胞比预处理癌细胞能更有效地抑制后续的杀伤活性。此外,在无肿瘤细胞存在的情况下,使用抗CD3/CD28抗体微珠直接刺激TCR,阿法替尼也能剂量依赖性地减少IFN-γ的分泌。这些结果证实阿法替尼的免疫抑制作用主要是直接作用于T细胞,而非通过影响肿瘤细胞实现。
Other EGFR-TKIs also inhibit IFN-γ production
研究人员进一步评估了其他EGFR-TKIs(包括gefitinib、erlotinib、dacomitinib和osimertinib)对IFN-γ分泌的影响。结果显示,除gefitinib外,大多数EGFR-TKIs在TCR刺激后均能类似阿法替尼那样减少IFN-γ的分泌,这表明抑制T细胞功能可能是某些EGFR-TKIs的类效应,但也存在异质性。
Afatinib attenuates TCR-mediated T cell activation
流式细胞术分析显示,在抗CD3/CD28微珠刺激下,阿法替尼处理导致T细胞活化标志CD69high(高表达)细胞比例下降,CD69low(低表达)细胞比例增加,中位荧光强度(MFI)降低,表明阿法替尼不仅减少细胞因子分泌,还抑制了T细胞本身的活化。
Afatinib does not affect T cell proliferation
有研究报道阿法替尼在≥1μM浓度下可通过靶向CAD(氨基甲酰磷酸合成酶2,天冬氨酸转氨甲酰酶,二氢乳清酸酶)抑制T细胞增殖。本研究通过细胞追踪实验发现,在100 nM和300 nM浓度下,阿法替尼对T细胞增殖和活力均无显著影响。重要的是,IFN-γ的减少发生在细胞增殖开始之前,表明阿法替尼对T细胞效应的抑制与其对增殖的影响无关。
Afatinib may suppress TCR downstream signaling pathways and IFNG transcription
为阐明阿法替尼抑制IFN-γ分泌的分子机制,研究人员进行了RTK(受体酪氨酸激酶)磷酸化蛋白芯片分析。结果显示,在TCR刺激后,阿法替尼处理组的CREB(环磷腺苷效应元件结合蛋白)在丝氨酸133(S133)、PLC-γ1(磷脂酶Cγ1)在酪氨酸783(Y783)以及Src在酪氨酸419(Y419)的磷酸化水平均较DMSO对照组有所减弱。Western blot结果进一步证实,阿法替尼能剂量依赖性地抑制CD3/CD28刺激引起的CREB S133位点磷酸化。RT-qPCR(实时定量PCR)分析表明,阿法替尼处理可剂量依赖性地抑制IFNG(编码IFN-γ的基因)mRNA的表达。RNA-seq转录组分析发现,阿法替尼处理组有150个差异表达基因(DEGs),其中54个下调。通路富集分析显示,TCR信号通路、NFAT(活化T细胞核因子)通路和AP-1(激活蛋白-1)通路等相关基因集显著下调。此外,转录因子结合 motif 分析提示,阿法替尼可能通过上调MLL1(混合系白血病蛋白1)的表达,进而影响IFNG位点的表观遗传调控(如H3K4me1),从而抑制其转录。使用MLL抑制剂MI-2-2可部分缓解阿法替尼对IFNG转录的抑制,支持了这一可能性。
Afatinib suppresses anti-tumor responses in immunological memory mouse
最后,研究团队在免疫记忆小鼠模型中评估了阿法替尼的体内抑制作用。该模型是通过先用抗PD-L1(程序性死亡配体1)抗体治疗MC38肿瘤小鼠使其达到完全缓解(CR)或部分缓解(PR)后手术切除肿瘤,再经肿瘤细胞再攻击验证其具有免疫记忆而建立。结果显示,在记忆小鼠再次接受高剂量MC38肿瘤细胞攻击时,每日口服阿法替尼(10 mg/kg)治疗组的小鼠肿瘤种植失败率(50%)显著高于溶剂对照组(12.5%),表明阿法替尼在体内能够抑制记忆性T细胞的抗肿瘤功能。
综上所述,本研究通过系统的体外和体内实验证实,阿法替尼能通过干扰TCR下游信号通路(如抑制CREB磷酸化)和可能的表观遗传调控(如影响MLL1)来抑制IFNG的转录,进而减少IFN-γ的分泌,最终削弱T细胞介导的细胞毒性,且这一作用独立于其对T细胞增殖的影响。该发现对于临床实践具有重要意义。尽管EGFR-TKIs在调节肿瘤微环境方面可能具有免疫刺激潜力,但本研究揭示其直接抑制T细胞效应功能的风险,这为理解EGFR-TKIs与免疫检查点抑制剂(ICIs)联合疗法在EGFR突变型非小细胞肺癌(NSCLC)中临床效果不佳提供了新的视角。研究结果强调,在将EGFR-TKIs(包括阿法替尼)与过继性T细胞疗法等免疫疗法联合应用时,必须审慎考虑用药策略、时机和顺序,以避免潜在的免疫抑制作用抵消治疗效益。随着过继性T细胞疗法在实体瘤中的不断探索,全面评估靶向药物与免疫系统的相互作用至关重要。