《Molecular Therapy》：Reprogramming immunosuppressive TMEs with
Salmonella-delivered sialidase and COX-2 blockade synergistically enhances cancer immunotherapy
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唾液酸是细胞外基质的一个组成部分，在多种肿瘤中其表达水平升高，并在肿瘤发生和进展中起着关键作用。唾液酸可以与免疫细胞上的唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素（Siglecs）结合，从而抑制免疫激活。尽管针对唾液酸修饰的疗法有可能重新激活抗肿瘤免疫力，但由于药物递送系统不理想以及肿瘤特异性
唾液酸是细胞外基质的一个组成部分，在多种肿瘤中其表达水平升高，并在肿瘤发生和进展中起着关键作用。唾液酸可以与免疫细胞上的唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素（Siglecs）结合，从而抑制免疫激活。尽管针对唾液酸修饰的疗法有可能重新激活抗肿瘤免疫力，但由于药物递送系统不理想以及肿瘤特异性不足，这些疗法的临床应用仍受到限制。为了克服这些障碍，我们设计了一种表达唾液酸酶的S. typhimurium菌株，并将其命名为SLpnanH。这种工程化的无毒细菌在L-阿拉伯糖诱导下能够在原位表达和分泌唾液酸酶。在高度免疫抑制的肿瘤微环境中，SLpnanH表现出非常强的肿瘤靶向能力，并且能够高水平地表达唾液酸酶。本研究表明，与对照组相比，工程化的SLpnanH显著改善了肿瘤的免疫抑制微环境，并抑制了肿瘤生长，从而显著延长了动物的生存期。此外，SLpnanH处理还能促进CD8+ T细胞和树突状细胞（DCs）在肿瘤引流淋巴结中的浸润和活化。当与选择性的环氧化酶-2（COX-2）抑制剂联合使用时，SLpnanH的治疗效果进一步增强。总体而言，这些发现表明SLpnanH是一种有前途的癌症免疫治疗候选药物，其抗肿瘤效果通过联合使用FDA批准的COX-2抑制剂得到了显著提升。
引言
癌症免疫疗法通过刺激宿主免疫系统来对抗恶性肿瘤，但其效果常常受到肿瘤微环境（TME）的免疫抑制影响。1 在维持免疫逃逸的机制中，异常的唾液酸修饰已成为一个关键的糖-免疫检查点。2,3 唾液酸主要存在于癌细胞表面，并被分泌到细胞外囊泡中，在那里它与唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素（Siglecs）结合，4,5 这是一类在髓系细胞、自然杀伤（NK）细胞和淋巴细胞上表达的免疫调节受体。6,7,8 这种相互作用会触发抑制性信号通路，削弱免疫细胞活性并促进肿瘤的免疫特权。9 值得注意的是，唾液酸修饰水平的升高与多种癌症类型的不良预后、转移扩散以及对免疫检查点阻断疗法的耐药性相关，包括结直肠癌、乳腺癌和胰腺癌。10,11 因此，破坏唾液酸介导的免疫抑制是重新编程肿瘤微环境并增强抗肿瘤免疫的一个有前景的策略。
然而，将唾液酸酶应用于临床实践的一个关键障碍是缺乏能够同时确保高肿瘤特异性和精确时空调节唾液酸酶活性的递送系统。工程化的沙门氏菌提供了一个有吸引力的解决方案，因为减毒菌株倾向于在缺氧和坏死的肿瘤区域聚集，12 可以深入肿瘤组织，13,14 并通过病原体相关分子模式（PAMP）受体（例如Toll样受体4/5）提供免疫刺激。15,16 此外，减毒的沙门氏菌已被广泛研究作为输送抗癌剂（包括细胞因子、前药转化酶和RNA干扰分子）的活载体。17,18,19 这些细菌在肿瘤微环境中优先复制，从而在肿瘤内实现高浓度的治疗载荷，同时将全身暴露降至最低。20 基于这一平台，我们假设工程化的沙门氏菌能够在远程诱导下分泌唾液酸酶，从而协同降解免疫抑制性的唾液酸并刺激抗肿瘤免疫。
环氧化酶-2（COX-2）是一种在炎症细胞中过表达的氧化还原酶，可催化磷脂生成前列腺素E2（PGE2）。COX-2介导的PGE2生物合成在肿瘤免疫逃逸中起关键作用。21 该途径通过多种机制促进肿瘤进展，包括激活炎症反应、调节细胞增殖和凋亡，22,23 诱导血管生成以及抑制免疫反应。COX-2/PGE2轴是肿瘤微环境中免疫抑制的公认驱动因素，对巨噬细胞吞噬作用和T细胞细胞毒性有明显影响。24 我们假设同时消除唾液酸糖链介导的“不要吃我”信号并阻断强效的免疫抑制介质PGE2将产生协同效应，比单独使用任一干预措施更能全面重新编程肿瘤微环境。因此，需要开发合理的联合疗法以实现更广泛的临床应用。
在这里，我们介绍了SLpnanH，这是一种减毒的S. typhimurium菌株，该菌株缺乏ppGpp生物合成能力，并在L-阿拉伯糖（L-ara）的调控下表达唾液酸酶（nanH）。ppGpp的缺失不仅降低了致病性，还增强了细菌在正常组织中的营养匮乏敏感性，确保其在营养丰富的肿瘤微环境中优先增殖。L-ara诱导系统允许精确控制唾液酸酶的产生，最大限度地减少脱靶效应，同时最大化原位的酶活性。在小鼠MC38结直肠腺癌（COAD）模型中，SLpnanH的定植导致肿瘤内唾液酸酶表达增强，肿瘤细胞表面的唾液酸显著减少。这种干预显著抑制了皮下肿瘤的生长，延长了生存期，并通过增加CD8+ T细胞浸润、树突状细胞（DC）活化和促炎细胞因子的分泌重塑了肿瘤微环境。此外，与COX-2抑制剂的协同使用进一步增强了抗癌效果。总之，SLpnanH代表了一个新型的肿瘤靶向治疗平台，它将细菌的趋向性与免疫抑制肿瘤微环境的酶促重塑相结合。这种与COX-2抑制的协同作用进一步凸显了组合策略对抗肿瘤免疫逃逸的潜力。
小节片段
结直肠癌中的唾液酸修饰作为生物标志物
对癌症基因组图谱（TCGA）泛癌症数据集中的唾液酸代谢相关酶的分析显示了一种保守的肿瘤相关糖基化模式：在多种恶性肿瘤中，唾液酸转移酶（催化唾液酸添加到糖缀合物上的酶）的表达水平较高，而唾液酸酶（催化唾液酸去除的酶）的水平较低（图1A）。这种不平衡导致了高度唾液酸修饰的肿瘤微环境。具体来说，MGAT5（β1,6-N-乙酰葡糖胺转移酶）...
讨论
从TCGA和Genotype-Tissue Expression（GTEx）项目通过UCSC Xena门户获取了COAD和正常结肠组织的转录组数据。基因表达水平以每百万转录本（TPM）为单位进行量化。对于MGAT5的差异表达分析，使用双尾Student’s t检验对TCGA-COAD（n = 275）的肿瘤样本与TCGA（n = 41）和GTEx（n = 308）的组合正常样本进行了比较，数据经过了log2（TPM+1）转换。对于生存分析，TCGA-COAD...
数据和代码的可用性
数据、材料和软件应用程序信息可在手稿或补充信息中找到，或根据合理请求向相应的作者索取。
国家自然科学基金（82674895, 82273831, 82303771, U24A20697, 82311540161）、湖南省自然科学基金（2023JJ20022, 2024JJ6077）以及湖南省抗耐药性微生物药物重点实验室、长沙第三医院（2023TP1013）的支持。我们感谢中山大学的陈军教授提供Siglece?/?小鼠，以及湖南大学的分析仪器中心的帮助...
Y.Z.和M.C.进行了实验，分析了数据，绘制了图表，并撰写了手稿。J. Liu、M.X.和J. Lan参与了实验工作。K.H.和S.Y.协助了临床样本和病理分析。S.N.J.、W.T.和J.H.Z.构思了研究，监督了实验，分析了数据，并撰写和修订了手稿。
Yongjie Zhu|Ming Cheng|Jinling Liu|Mengqi Xiong|Jun Lan|Kang Han|Shengen Yi|Sheng-Nan Jiang|Wenzhi Tan|Jin Hai Zheng
