靶向Siglec结合的免疫抑制性唾液酸聚糖以抑制前列腺癌骨转移

《British Journal of Cancer》：Targeting Siglec-engaging immunosuppressive sialoglycans to suppress prostate cancer bone metastasis

　　

摘要
背景：前列腺癌是50岁以上男性癌症相关死亡的主要原因。迫切需要新的治疗方案，尤其是针对已扩散至骨骼的前列腺肿瘤。靶向异常唾液酸化在开发新疗法方面具有巨大潜力，但在前列腺癌中相对未被探索。
方法：研究人员利用基于高亲和力Siglec的唾液酸聚糖结合试剂（HYDRA）进行免疫组织化学，量化了代表前列腺癌全部临床异质性的组织中的肿瘤唾液酸聚糖。利用免疫荧光，研究人员在前列腺肿瘤中描绘了Siglec受体的分布，并利用同基因小鼠模型评估了一种工程化双功能唾液酸酶（E-612）作为前列腺癌骨转移的治疗方法。
结果：研究人员发现，能够结合Siglec-3（CD33）、Siglec-7和Siglec-9的唾液酸聚糖在骨转移性前列腺癌中上调，并且Siglec-7和Siglec-9的唾液酸聚糖配体与患者预后较差相关。此外，研究人员揭示了骨内种植的前列腺衍生肿瘤中免疫细胞共表达Siglec受体和Siglec配体。表明Siglec-唾液酸聚糖轴在前列腺癌中具有临床可及性，研究人员显示，使用E-612进行全身治疗可以抑制肿瘤生长，增加免疫细胞浸润，并延长骨转移小鼠的生存时间。
结论：研究人员的发现确定了一种涉及Siglec结合唾液酸聚糖驱动前列腺癌骨转移生长的新机制，并证明了使用工程化唾液酸酶靶向该轴可以阻止致命性前列腺癌的进展。

研究人员撰写了一篇关于靶向Siglec结合免疫抑制性唾液酸聚糖以抑制前列腺癌骨转移的论文，发表在《British Journal of Cancer》上。以下是对论文主体内容的解读。

**研究背景**

前列腺癌是50岁以上男性癌症相关死亡的主要原因。局部前列腺癌可通过治愈性疗法治疗，5年生存率达97%，但一旦发生转移，5年生存率降至32%。骨转移在前列腺癌中极为常见，晚期患者中高达80%出现骨骼转移。目前尚无针对骨转移前列腺癌的治愈性疗法，因此迫切需要开发新的治疗选择。一个创新方向是靶向癌症相关糖基化，尤其是异常唾液酸化。癌细胞表面唾液酸聚糖密度增加，可促进肿瘤细胞存活、转移、免疫逃逸和耐药性。糖链末端的唾液酸可作为免疫细胞上Siglec（唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素）受体的配体，激活免疫抑制信号。然而，在前列腺癌中，关于Siglec结合唾液酸聚糖与疾病进展相关性的全面研究尚缺乏。已有研究提示靶向Siglec-7/9配体可抑制前列腺肿瘤生长，但尚未评估唾液酸酶疗法对骨转移前列腺癌的效果。因此，研究人员利用高亲和力Siglec结合试剂，系统监测了涵盖临床异质性的前列腺癌组织中免疫抑制性唾液酸聚糖的表达，并探索了工程化双功能唾液酸酶E-612的治疗潜力。

**主要关键技术与方法**

研究人员利用了7个临床组织微阵列队列，来源包括商业供应商（如Novus Bio、US Biomax）和既往发布的研究（如Movember Global Action Plan 1项目），涵盖正常前列腺组织、原发性前列腺癌、治疗抵抗性前列腺癌以及骨转移尸检样本。关键技术包括：基于高亲和力Siglec结构域的HYDRA试剂（HYDRA-3、-7、-9）进行免疫组织化学和免疫荧光检测；单细胞RNA测序数据分析（数据集GSE143791和GSE181294）；以及利用同基因小鼠模型（RM1细胞经心内或尾动脉注射）评估E-612疗效。E-612是一种工程化人Neu2唾液酸酶-Fc融合蛋白，通过蛋白A、CHT和SEC层析纯化。流式细胞术和免疫荧光用于检测唾液酸去除效果。

**研究结果**

**1. 前列腺肿瘤中可结合Siglec-3、Siglec-7和Siglec-9的唾液酸聚糖上调**
通过HYDRA免疫组化分析三个TMA队列（40例、96例、200例配对样本），发现与正常前列腺组织相比，前列腺癌组织中Siglec-3、Siglec-7和Siglec-9的唾液酸聚糖配体显著上调（p<0.05至p<0.0001）。特异性通过GNE敲除细胞系验证。

**2. Siglec结合唾液酸聚糖的表达与骨转移及患者生存期缩短相关**
分析5个患者队列发现，Siglec-3、-7、-9配体在骨转移性CRPC组织中显著高于未经治疗的原发性肿瘤。在174例TMA中，Siglec-7配体在未经治疗和CRPC组织间无显著差异，但在160例TMA中，骨转移肿瘤中Siglec-7配体显著高于内脏转移或原发性肿瘤。Kaplan-Meier分析显示，Siglec-7和Siglec-9配体高表达患者生存率显著更低（p=0.0041和p=0.0027），而Siglec-3配体无显著关联。

**3. Siglec受体与Siglec配体在前列腺癌骨转移肿瘤微环境中共表达**
单细胞RNA测序和双免疫荧光分析显示，Siglec-7和Siglec-9主要表达于髓系细胞（CD14⁺、CD206⁺ M2巨噬细胞）和NK细胞（NCR-1⁺），Siglec-3表达于破骨细胞（组织蛋白酶K⁺）。这些受体与HYDRA检测的配体在骨转移肿瘤中共定位，提示Siglec-唾液酸聚糖轴在肿瘤微环境中起作用。

**4. 工程化双功能唾液酸酶E-612可有效剥离前列腺癌细胞上的Siglec配体**
流式和免疫荧光显示，E-612（1500 nM，24小时）处理CWR22Rv1和RM1细胞后，α-2,3唾液酸连接标记减少，而PNA和ECL凝集素结合增加，表明唾液酸被去除。HYDRA-7和HYDRA-9流式证实Siglec-7和Siglec-9配体显著减少。

**5. 治疗性去唾液酸化可减少肿瘤生长并延长骨转移小鼠生存期**
在RM1心内注射转移模型中，E-612（10 mg/kg，每周两次）治疗使中位生存期延长53%。在尾动脉注射骨转移模型中，E-612显著降低骨肿瘤负荷（p=0.0456）。体内PNA染色证实E-612去除循环免疫细胞和骨肿瘤上的唾液酸。免疫荧光显示E-612治疗后CD8⁺ T细胞浸润增加，M2巨噬细胞减少。人NK细胞毒性实验表明E-612处理的前列腺癌细胞更易被NK细胞杀伤，IFNγ产生增加。

**总结与讨论**

讨论部分指出，本研究首次全面揭示了Siglec结合唾液酸聚糖在前列腺癌骨转移中的上调及其与不良预后的关联，证实了Siglec受体（Siglec-3、-7、-9）与配体在骨转移肿瘤微环境中共表达，尤其在髓系细胞和NK细胞上。这表明唾液酸聚糖介导的免疫抑制可能通过抑制NK细胞杀伤和促进M2巨噬细胞功能来驱动肿瘤进展。治疗性去唾液酸化通过E-612可重塑肿瘤微环境，增加CD8⁺ T细胞浸润并减少M2巨噬细胞，从而抑制骨转移生长。研究人员注意到小鼠Siglec-E与人Siglec-9功能相似但不完全相同，未来需在人免疫细胞共培养和Siglec-E敲除模型中进一步验证。此外，将去唾液酸化与免疫检查点阻断或激素治疗联用可能是前景方向。E-612的前身E-602已进入临床二期试验，而靶向B7H3的唾液酸酶E-688可能更具前列腺癌特异性。

**研究结论翻译**：
总之，本研究揭示了Siglec结合的免疫抑制性唾液酸聚糖在前列腺肿瘤中上调，并与骨转移和患者生存期缩短相关。研究人员的发现表明唾液酸聚糖-Siglec生物学在骨转移前列腺癌的肿瘤微环境中至关重要。此外，研究人员证明，治疗性靶向肿瘤唾液酸化可增加免疫细胞浸润，并有效抑制骨内前列腺癌的生长。这些结果为Sialoglycan-Siglec靶向疗法在骨转移前列腺癌中的进一步临床开发，以及其与现有免疫疗法和抗雄激素疗法的联合研究提供了强有力的依据。