肝細(xì)胞癌（HCC）是一種常見且致命的惡性腫瘤，目前尚無法治愈，通過及時(shí)有效的治療可在一定程度上延長患者的生存期，但易復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移，總體來說預(yù)后較差。免疫檢查點(diǎn)抑制劑（ICI）是一類新型的抗癌藥物，通過激活免疫系統(tǒng)來幫助患者對抗癌癥，雖然ICI已在各類惡性腫瘤的治療中取得顯著突破，但其治療HCC的療效仍然有限。越來越多的證據(jù)表明，腫瘤微環(huán)境內(nèi)的腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（TAM）在免疫逃避和治療抵抗中起著關(guān)鍵作用，但TAMs在HCC TME中的具體作用尚不清楚。
2024年8月8日，杭州醫(yī)學(xué)院徐驍/王建國在Cancer Immunology Research (IF 8.1)發(fā)表文章“Blocking CX3CR1+ Tumor-associated Macrophages Enhances the Efficacy of Anti-PD-1 Therapy in Hepatocellular Carcinoma”。研究闡明了CX3CR1+ TAMs在HCC模型中促進(jìn)T細(xì)胞衰竭和限制抗PD-1療效的機(jī)制，揭示了HCC潛在的新免疫治療靶點(diǎn)。
01 研究結(jié)果
1、抗PD-1治療后，CX3CR1+TAM在HCC中積累
研究人員通過評估抗PD-1治療在原位Hepa1-6肝癌模型中的療效，證實(shí)抗PD-1治療HCC效果不理想。接著分析了抗PD-1治療期間免疫細(xì)胞亞群的動(dòng)態(tài)變化，發(fā)現(xiàn)隨著時(shí)間的推移中性粒細(xì)胞比例下降，單核細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞相應(yīng)增加，TAM迅速積累；炎癥標(biāo)志物CX3CR1在抗PD-1治療的腫瘤中顯著上調(diào)。scRNA-seq 分析顯示CX3CR1+ TAM中ER蛋白加工、HIF-1α信號(hào)傳導(dǎo)和糖酵解顯著上調(diào)，氧化磷酸化和ROS生成途徑減少；此外，與IgG治療的腫瘤相比，抗PD-1治療的腫瘤中CX3CR1+ TAM在抗原呈遞、細(xì)胞因子信號(hào)傳導(dǎo)和其他適應(yīng)性免疫系統(tǒng)相關(guān)途徑中表現(xiàn)出富集。這些發(fā)現(xiàn)表明，CX3CR1+ TAM具有活躍的代謝譜和細(xì)胞因子生產(chǎn)能力，可能與適應(yīng)性免疫反應(yīng)有關(guān)。
CX3CR1+TAM在抗PD-1治療期間積累
2、阻斷CX3CR1可增強(qiáng)抗PD-1治療的療效
隨后，研究團(tuán)隊(duì)探討了抑制CX3CR1+TAM是否能增強(qiáng)抗PD-1治療的療效。用CX3CR1中和抗體聯(lián)合抗PD-1治療Hepa1-6原位荷瘤小鼠，可顯著減少腫瘤大小并提高生存率；此外，CX3CR1中和導(dǎo)致TAM浸潤明顯減少，同時(shí)CD8+ T細(xì)胞比例增加，同時(shí)減輕了TIM-3的上調(diào)，表明T細(xì)胞衰竭得到緩解。為了進(jìn)一步研究CX3CR1中和對TAM的影響，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一系列體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)。研究結(jié)果表明，CX3CR1在Hepa1-6原位模型中的中和可顯著降低TAM的存活并增加其凋亡率；BMDMs細(xì)胞中CX3CR1特異性抗體的使用有效降低了增殖標(biāo)志物Ki-67的比例，并增加了凋亡標(biāo)志物Annexin V的比例；相反，利用腺病毒在BMDM細(xì)胞中過表達(dá)CX3CR1則顯著升高Ki-67水平，降低Annexin V水平。進(jìn)一步分析表明來自CX3CR1+TAM的IL-27促進(jìn)CD8+T細(xì)胞衰竭。
阻斷CX3CR1可增強(qiáng)抗PD-1治療的療效
3、免疫攻擊的腫瘤細(xì)胞釋放PGE2誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞中CX3CR1上調(diào)
為了鑒定可能導(dǎo)致CX3CR1上調(diào)的代謝物，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了代謝組學(xué)分析，結(jié)果顯示免疫攻擊后腫瘤上清中PGE2水平顯著增加，并且花生四烯酸代謝途徑及其關(guān)鍵酶環(huán)氧化酶-2 (COX-2)和微粒體前列腺素E合成酶-1 (mPGES-1)上調(diào)，這些發(fā)現(xiàn)表明，PGE2在免疫挑戰(zhàn)下的腫瘤代謝重塑中起著關(guān)鍵作用，可能影響TME內(nèi)的免疫景觀。與此一致的是，外源性PGE2的加入模擬了免疫攻擊腫瘤上清的作用，促進(jìn)BMDM向CX3CR1+表型分化。此外前列腺素受體4 (EP4)抑制劑治療BMDMs可以消除CX3CR1的上調(diào)，而EP2抑制劑則沒有這種作用，表明PGE2通過EP4相互作用介導(dǎo)BMDMs中CX3CR1的上調(diào)。上述研究結(jié)果表明，免疫攻擊腫瘤細(xì)胞釋放的PGE2驅(qū)動(dòng)巨噬細(xì)胞向CX3CR1+表型轉(zhuǎn)變。
來自免疫攻擊腫瘤細(xì)胞的PGE2促進(jìn)巨噬細(xì)胞中CX3CR1的上調(diào)
02小結(jié)
綜上所述，本研究表明CX3CR1+ TAM限制了HCC患者的抗PD-1治療。CX3CR1中和抗體聯(lián)合抗PD-1有效抑制HCC生長，減少CX3CR1+ TAM浸潤，恢復(fù)CD8+ T細(xì)胞功能；此外，從免疫攻擊的腫瘤細(xì)胞中釋放PGE2驅(qū)動(dòng)TAM達(dá)到CX3CR1+表型。因此阻斷CX3CR1+ TAM和PGE2釋放是加強(qiáng)當(dāng)前HCC抗PD-1治療的有希望的策略。