学术研究报告：表观遗传调节剂与Bcl-xL共靶向增强免疫检查点阻断疗法在多种实体瘤中的疗效
作者及机构
本研究由Yaiza Senent等来自西班牙纳瓦拉大学（Universidad de Navarra）CIMA研究所的团队主导，合作单位包括纳瓦拉卫生研究所（IDISNA）、西班牙癌症研究网络（CIBERONC）等。论文发表于期刊*Molecular Cancer*（2025年，卷24，第154页），标题为“Co-targeting of epigenetic regulators and Bcl-xL improves efficacy of immune checkpoint blockade therapy in multiple solid tumors”。
研究领域与动机
表观遗传药物（epigenetic drugs）在血液系统恶性肿瘤（如白血病）中已取得显著疗效，但其在实体瘤中的临床应用受限于单药效果差和耐药性问题。本研究聚焦于表观遗传调节剂（如DNMT、HMT、HDAC抑制剂）与促凋亡药物（BH3模拟物）的联合作用机制，旨在解决实体瘤对表观遗传疗法的抵抗性。
科学问题
- 核心矛盾：表观遗传药物通过激活内源性逆转录元件（endogenous retroelements, ERVs）和干扰素信号通路增强肿瘤免疫原性，但实体瘤中这一机制常因凋亡抵抗而失效。
- 关键假设：靶向抗凋亡蛋白Bcl-xL可能克服实体瘤的凋亡抵抗，并与免疫检查点阻断（immune checkpoint blockade, ICB）协同增效。
研究目标
1. 验证表观遗传药物与Bcl-xL抑制剂的体外协同效应；
2. 阐明联合疗法诱导免疫原性细胞死亡（immunogenic cell death, ICD）的机制；
3. 评估“表观遗传药物+Bcl-xL抑制剂+抗PD-1抗体”三联疗法在多种实体瘤模型中的疗效。
1. 体外实验：协同效应验证
- 研究对象：涵盖肺癌、结直肠癌、乳腺癌、黑色素瘤、胶质母细胞瘤等15种人源和小鼠源实体瘤细胞系（样本量见Supplementary Table 1）。
- 实验设计：
- 表观遗传药物：CM272（DNMT/HMT双重抑制剂）、阿扎胞苷（azacitidine, DNMT抑制剂）、伏立诺他（vorinostat, HDAC抑制剂）。
- 促凋亡药物：A1331852（Bcl-xL抑制剂）、Venetoclax（Bcl2抑制剂）、S63845（MCL1抑制剂）。
- 检测指标：细胞活力（ATP检测）、凋亡（Annexin V/PI双染）、Caspase-3/7活性、钙网蛋白（calreticulin）易位、MHC-I/PD-L1表达。
- 关键方法：
- 协同指数（Combination Index, CI）分析：采用Chou-Talalay模型量化药物相互作用（CI为协同）。
- 代谢重编程分析：通过Seahorse分析仪检测氧消耗率（OCR）和细胞外酸化率（ECAR）。
2. 机制研究：免疫原性细胞死亡与代谢调控
- ERVs激活：qPCR检测ERVs（如HERV-K）和干扰素刺激基因（ISGs）表达。
- 线粒体功能：ADP/ATP比值测定及活性氧（ROS）检测。
- 免疫表型：流式细胞术分析肿瘤细胞表面MHC-I和PD-L1表达。
3. 体内实验：多模型疗效评估
- 动物模型：
- 同源移植模型：LLC（肺癌）、MC38（结直肠癌）、B16-F10（黑色素瘤）等小鼠皮下或原位移植模型（每组n=8）。
- 人源化模型：NSG小鼠移植HT-29结肠癌细胞+人外周血单核细胞（PBMCs）。
- 治疗方案：
- 三联疗法：CM272（5 mg/kg, 5天/周） + A1331852（5 mg/kg, 3天/周） + 抗PD-1抗体（100 μg, 2次/周）。
- 疗效终点：肿瘤体积、生存期、免疫细胞浸润（流式细胞术、单细胞RNA测序）。
4. 免疫微环境分析
- 单细胞RNA测序（scRNA-seq）：分选CD45+细胞，鉴定T细胞、NK细胞、巨噬细胞等亚群（10x Genomics平台）。
- 功能验证：通过CD8+或NK1.1+细胞耗竭实验验证免疫细胞依赖性。
1. Bcl-xL依赖性是实体瘤的共性特征
- 体外协同效应：CM272与A1331852联用在所有测试细胞系中均显示强协同（CI<0.5），而Bcl2或MCL1抑制剂效果有限（Fig. 1f-g）。
- 机制差异：实体瘤高表达Bcl-xL（Supplementary Fig. 7a），而血液瘤依赖Bcl2/MCL1。
2. 免疫原性细胞死亡与代谢重编程
- 凋亡途径：联合治疗显著增加Caspase-3活性和钙网蛋白易位（Fig. 2a-d）。
- 代谢切换：CM272诱导ERVs表达导致ATP耗竭，线粒体OXPHOS代偿性增强（Fig. 1c-d）。
3. 三联疗法的广谱抗肿瘤效果
- 生存获益：LLC原位模型三联治疗组中位生存期延长200%（p<0.001，Fig. 3d）。
- 免疫重塑：
- 效应细胞扩增：细胞毒性CD8+ T细胞和NK细胞比例增加（Fig. 5b）。
- 免疫抑制细胞减少：Treg细胞（Foxp3+）和M2样巨噬细胞（Arg1high）显著降低（Fig. 6d, 6j）。
4. 单细胞解析免疫微环境
- 关键发现：
- Treg亚群：效应型Treg（高表达Helios、CTLA-4）被选择性清除（Fig. 6e）。
- DC亚群：DAB2high CDC2s（免疫抑制性树突细胞）减少（Fig. 6n）。
科学意义
1. 机制创新：首次揭示实体瘤对“表观遗传药物+Bcl-xL抑制”的独特依赖性，区别于血液瘤的Bcl2/MCL1主导模式。
2. 治疗策略：三联疗法通过协同诱导ICD和重塑免疫微环境，克服实体瘤对ICB的耐药性。
应用前景
- 临床转化潜力：CM272（已进入临床试验）与已获批的Bcl-xL抑制剂联用可加速开发。
- 广谱性：覆盖肺癌、结直肠癌、胶质母细胞瘤等高死亡率癌种。
局限性
- 毒性未深入：Bcl-xL抑制剂可能引起血小板减少，需后续剂量优化研究。
- 模型限制：人源化模型未能完全模拟人类免疫系统复杂性。
（注：文中图表引用均参考原文献编号，补充材料详见原文Supplementary Information。）