临床上,人类表皮生长因子受体2(HER2)低表达乳腺癌一直面临严峻的挑战主要是因为缺乏实用的药物靶点。同时,由于此类患者癌细胞表面HER2蛋白水平低,HER2靶向治疗对这种疾病的临床疗效往往较差。
此前,癌症基因组学分析表明,17p 号染色体的杂合缺失是多种类型人类癌症常见的遗传现象[1]。在 17p 缺失区域内包含了肿瘤抑制因子TP53,其缺失或突变一直被认为是原发性致瘤驱动因素。然而,除了TP53外,这一区域还包括多达 908 个基因和 346 个蛋白质编码基因。至于除了TP53之外的基因缺失,是否影响肿瘤发生,目前尚不清楚[2]。
POLR2A基因邻近TP53,同样处于17p染色体区域,它主负责要编码 RNA 聚合酶 II (RNAP2) 复合物的催化亚基[3]。由于 RNAP2 负责 mRNA 合成,这是细胞存活所需的基础功能,因此完全抑制POLR2A基因对任何类型的细胞都是致命的。但POLR2A杂合缺失在癌细胞中,对细胞增殖和存活的影响微乎其微。这意味着,在癌细胞中靶向POLR2A,全面抑制POLR2A基因功能,或许是一种有希望的疗法。
近日,有学者针对POLR2A开发了一种全新的靶向免疫治疗药物,在临床前研究中[4],证实了新型靶免疗法,可以有效改善17p 杂合缺失 HER2低表达乳腺癌生存。
17p 杂合缺失非常常见,且和乳腺癌的免疫反应不佳密切相关
TP53和 17p的杂合缺失在人类癌症中非常常见,因此临床上众多学者一直试图开发一种全新的疗法来靶向17p杂合缺失的乳腺癌。为此,研究者首先评估了来自癌症基因组图谱 (TCGA) 和乳腺癌国际联盟分子分类学 (METABRIC) 队列的各种基因组属性在乳腺癌遗传图谱上的分布。
结果发现,在最常见的染色体扩增和缺失事件中,17p 的杂合丢失发生在 51.6% 的人类乳腺癌中。其中,HR+乳腺癌患者发生率约为31.9%, 抗癌管家-康爱管家,我们一起抗癌,治愈癌症不是梦。TNBC患者发生率约为41.9%,HER2+乳腺癌发生率约为44.4%。这意味着,17p 的杂合缺失与患者疾病亚型无关。
临床数据分析显示,17p杂合缺失往往与乳腺癌尤其是TNBC患者的不良预后密切相关。为了解 17p 杂合缺失的生物学相关性,研究者系统分析了 17p完整与 17p缺失 TNBC 病例中的基因表达谱。结果显示,17p杂合缺失 TNBC 中,细胞周期调节、DNA 复制和细胞代谢途径相关基因表达明显上调,而免疫反应和肿瘤抑制相关基因明显下调。
针对患者肿瘤组织的进一步分析发现,17p杂合缺失 TNBC 患者肿瘤组织中浸润性 CD8 + T 细胞数量明显减少。同时,一系列 T 细胞活性和亚型生物标志物的综合免疫分析表明,与 17p完整的 TNBC 相比,17p杂合缺失患者T细胞活性标志物显著下调。这些结果一致表明,17p 丢失可能与乳腺癌免疫抑制或肿瘤逃逸密切。
新型ADC药物可以有效杀死17p杂合缺失HER2低表达乳腺癌
来自于天然化合物的α-鹅膏蕈碱,是针对POLR2A 的高度特异性抑制剂。研究者利用α-鹅膏蕈碱偶联曲妥珠单抗 (T-Ama)成功开发除了一种全新的ADC药物,以治疗HER2低表达乳腺癌,尤其是TNBC。
为此,研究者首先确定了同时存在 17p 杂合缺失以及 HER2 低表达的 TNBC 患者比例。TCGA 乳腺癌数据集分析表明,32.2% 的 HER2低表达TNBC(HER2 1+ 和 2+)患者存在 17p杂合缺失。
为了合成 T-Ama,研究者将具有稳定接头的 α-鹅膏蕈碱化合物与曲妥珠单抗重链 265 位引入的半胱氨酸残基共价结合。在临床前研究中,T-Ama 显示出与曲妥珠单抗与 HER2 表达细胞系相同的结合能力。
为了评估 T-Ama 的靶向特异性和肿瘤细胞杀伤功效,研究者提取了一组 17p完整和 17p杂合缺失细胞系。结果发现,17p 的杂合缺失导致 POLR2A 表达降低从而使癌细胞对 α-鹅膏菌素的敏感性显著增加,这也与之前关于其他类型癌症的报告一致。
在 17p完整细胞系中,T-Ama 的肿瘤细胞杀伤活性取决于细胞表面 HER2 的表达。尽管 HER2 +细胞系对 T-Ama 或 T-DM1 的治疗表现出高度敏感性,但HER2低表达的 17p完整细胞系对这两种 ADC 均不敏。这一结果表明, HER2 表达是 17p完整乳腺癌细胞对基于曲妥珠单抗的 ADC 治疗反应的主要因素。相比之下,T-Ama 对 HER2 低表达的 17p杂合缺失乳腺癌细胞的细胞毒性明显高于 T-DM1。
为了排除跨细胞系的遗传差异,研究者还利用CRISPR敲除了17p完整细胞系上的的17p序列,结果,原本对T-Ama治疗不敏感的HER2低表达TNBC细胞系,又恢复了敏感性。
T-Ama 在抑制 17p丢失/HER2 低表达 TNBC 生长方面表现出比上市ADC更好的活性
为了进一步验证T-Ama的疗效,研究者利用HER2低表达 17p完整或 17p杂合缺失的 HS578T 细胞系建立了小鼠肿瘤模型。通过独立的病理分析,小鼠肿瘤的 HER2 表达水平评分为 1+。
研究显示,在携带 17p完整/HER2低表达肿瘤的小鼠中,2 mg/kg 剂量的 T-Ama 治疗并未减轻肿瘤负荷或延长生存期。相反,T-Ama 治疗抑制了17p杂合缺失/HER2 低表达小鼠肿瘤的生长,且延长了其存活期。不过,目前已上市的ADC药物对 HER2 低表达的17p完整或 17p杂合缺失肿瘤均未显示出任何显著活性。这表明,T-Ama 在杀死 17p 缺失的 HER2低表达乳腺癌方面表现出卓越的疗效。
就 T-Ama 毒性而言,在 T-Ama 或目前已上市ADC治疗组中未观察到系统性不耐受迹象,例如异常死亡、体重变化或组织组织学变化。同时,使用T-Ama (8.0 mg/kg) 后,小鼠肝脏相关生化参数(包括天冬氨酸氨基转移酶 (AST)、丙氨酸氨基转移酶 (ALT) 和碱性磷酸酶 (AP))没有显著变化。
α-鹅膏蕈碱还可诱导乳腺癌细胞系中的免疫原性细胞死亡
α-鹅膏蕈碱可以通过细胞凋亡诱导细胞死亡,于是,研究者试图确定 α-鹅膏蕈碱是否可以诱导免疫原性细胞死亡 (ICD)。ICD 是一种细胞死亡形式,可通过树突状细胞 (DC) 诱导有效的抗肿瘤免疫反应并随后激活特异性 T 细胞反应。
为此,研究者检查了 α-鹅膏蕈碱治疗是否在 HER2低表达乳腺癌细胞中引发 ICD 特征性损伤相关分子模式 (DAMP)。由于ICD可以诱导 I 型干扰素 (IFN) 的分泌, 后者以自分泌方式作用于癌细胞,从而增加其免疫原性潜力。同时,ICD 还会引起病原体反应样趋化因子的释放。
因此,研究者检测了α-鹅膏蕈碱治疗后细胞 I 型干扰素和干扰素刺激基因(MX1、OAS2和RSAD2)的诱导,以及病原体反应样趋化因子基因表达情况。数据显示α-鹅膏蕈碱处理后显著诱导了乳腺癌细胞中相关基因的 RNA 表达。
鉴于在 T-Ama 中观察到 α-鹅膏蕈碱的免疫活性,研究者推断 T-Ama 可以诱导有效的抗肿瘤免疫反应,并且 T-Ama 治疗与免疫检查点阻断疗法的联合可能有助于控制 HER2低表达乳腺癌的肿瘤负荷。
在小鼠肿瘤模型中,研究人员证实,针对17p杂合缺失HER2低表达乳腺癌,单独使用PD-1 阻断治疗产生的抗肿瘤活性较小,但单独使用 T-Ama (5 mg/kg) 治疗可明显抑制肿瘤生长。然而,T-Ama 联合 PD-1 阻断治疗可以显示出更强大的抗癌活性,显著延长了小鼠的生存。
为了检查 T-Ama 诱导的免疫学变化,研究者在肿瘤植入后 30 天采集乳腺肿瘤进行质谱细胞术 (CyTOF) 分析。结果与 PD-1 抗体单药治疗或对照治疗相比,T-Ama 单独治疗或与 PD-1 抗体联合治疗导致免疫细胞浸润增强,尤其是 CD8 + T 效应细胞和常规 CD4 + T 细胞,表明治疗促进了抗肿瘤免疫微环境。
总结
HER2低表达乳腺癌是一种分子多样性和临床异质性的疾病,TNBC 在癌症治疗方面尤其具有挑战性。TNBC 患者不能从激素或基于HER2的靶向治疗中获益,因为这种类型的癌症既不表达 ER 或 PR,也不产生高水平的 HER2 蛋白。手术和化疗,单独或联合,一直是大多数患者唯一可用的治疗选择。
本研究成功开发了一种针对17p 杂合缺失的TNBC新型靶向免疫治疗方法,并初步证实了其疗效和安全性。鉴于 HER2低表达 TNBC 中 17p 杂合缺失的频率很高,这一研究结果无疑给HER2低表达乳腺癌患者带来了新的希望。无论是作为单一药物或与免疫检查点阻断剂联合使用,T-Ama 在治疗 HER2低表达乳腺癌患者方面均显示出良好的疗效。
本文转自肿瘤资讯(由“抗癌管家网站-康爱管家”转载分享)