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阻断IL-17A可增强抗PD-1免疫疗法在微卫星稳定结直肠癌中的疗效

期刊:Journal for Immunotherapy of CancerDOI:10.1136/jitc-2020-001895

学术报告

一、主要作者与研究机构,以及论文出版信息

本文《Blocking IL-17A enhances tumor response to anti-PD-1 immunotherapy in microsatellite stable colorectal cancer》(阻断IL-17A增强微卫星稳定型结直肠癌对抗PD-1治疗的肿瘤反应)由Chao Liu, Ruiqi Liu, Bojun Wang, Jie Lian等学者主要完成,来自哈尔滨医科大学肿瘤医院、哈尔滨工业大学生命科学与技术学院等机构。该研究发表于国际期刊《Journal for Immunotherapy of Cancer》,出版时间为2021年。


二、研究学术背景

结直肠癌(Colorectal Cancer, CRC)是全球范围内诊断率第三、致死率第二的常见癌症类型。近年来,免疫检查点抑制剂(Immune checkpoint inhibitors, ICIs),尤其是抗程序性死亡受体1(anti-PD-1)治疗,重新定义了癌症治疗模式。然而,免疫检查点抑制剂对微卫星稳定型(Microsatellite Stable, MSS)的结直肠癌患者效果有限,其响应率仅为5%-10%。有关微卫星不稳定型(Microsatellite Instability-High, MSI-H)患者的研究表明高水平CD8+ T细胞浸润与良好预后相关,但MSS患者因肿瘤免疫微环境受限,对ICIs疗效差。

在结直肠癌中,IL-17A(白介素-17A)被证实会通过调节炎症因子和肿瘤免疫微环境促进肿瘤耐药,并间接导致肿瘤生长。此前研究表明IL-17A活性和抗PD-1疗法失败之间存在关联,尤其在MSS患者中问题突出。然而,针对IL-17A和抗PD-1联合治疗的细胞与动物模型研究仍显不足。因此,本研究旨在探讨IL-17A在肿瘤免疫逃逸中的作用,并进一步验证其与抗PD-1疗法结合应用的可行性。


三、研究流程与方法详述

  1. 研究总设计
    本研究通过组织病理样本分析、体外细胞实验、动物模型实验和生物信息学数据分析多途径结合,系统研究IL-17A通过调控PD-L1(编程性死亡配体1)以及相关分子信号通路导致MSS CRC患者免疫疗法疗效不佳的机制,并评价IL-17A抑制作用是否能提高抗PD-1疗法敏感性。

  2. 研究对象及样本

    • 组织病理学分析:从哈尔滨医科大学获取160例结直肠肿瘤患者的临床样本,其中包括21例MSS肿瘤样本及其邻近正常组织。
    • 细胞株实验:使用人源MSS结肠癌细胞(如HT29、SW480等)和小鼠结肠癌细胞(如CT26、MC38)。
    • 动物模型实验:建立小鼠皮下CT26及MC38肿瘤模型,并利用APCmin/+遗传小鼠及化学诱导的结肠炎相关癌(CAC)模型。
  3. 核心实验流程
    (1) PD-L1表达水平及免疫浸润关系分析
    通过IHC(免疫组化)检测PD-L1蛋白与其mRNA表达水平,关联患者CD8+ T细胞浸润和总生存率。

(2) MiR-15b-5p对PD-L1调控的研究
使用荧光素酶报告实验和miRNA转染实验,探讨MiR-15b-5p对PD-L1的翻译后调控作用。

(3) IL-17A对PD-L1的调控机制研究
通过细胞因子刺激实验分析IL-17A对结肠癌细胞MiR-15b-5p水平的调控,并验证IL-17A是否通过P65/Nrf1/MiR-15b-5p轴促进PD-L1的上调。

(4) 联合治疗及肿瘤疗效评估
动物模型中分别对IL-17A抗体、PD-1抗体及联合治疗效果进行观察与分析,包括肿瘤生长抑制和生存期延长等。


四、主要研究结果

  1. PD-L1的mRNA水平与CD8+ T细胞浸润相关
    分析显示,在MSS肿瘤患者中,PD-L1 mRNA高表达组的CD8+ T细胞浸润显著增加,且总生存率更优,而PD-L1蛋白水平并未显示类似关联。

  2. MiR-15b-5p对PD-L1的调控
    MiR-15b-5p通过3’-UTR(非编码区)特定位点负向调控PD-L1蛋白表达,而对mRNA水平无影响。阻断MiR-15b-5p后,炎症条件下结直肠癌细胞中PD-L1水平升高,进而抵抗T细胞杀伤。

  3. IL-17A通过P65/Nrf1/MiR-15b-5p通路上调PD-L1
    IL-17A显著下调MiR-15b-5p的表达,同时通过Nrf1转录因子的激活促进PD-L1在翻译后水平的累积。相关性分析显示IL-17A与PD-L1水平呈正相关,而与MiR-15b-5p呈负相关。

  4. IL-17A和PD-1联合阻断增强抗肿瘤效果
    在CT26和MC38小鼠模型中,联合治疗显著抑制肿瘤增长(p<0.001),同时明显增加CD8+效应T细胞(CTLs)浸润,降低髓源性抑制细胞(MDSCs)数量。此外,患者标本分析也表明IL-17A阳性肿瘤细胞数较低者更可能从ICIs疗法中获益。


五、研究结论及意义

研究表明,IL-17A通过P65/Nrf1/MiR-15b-5p轴调控PD-L1蛋白水平,从而导致MSS CRC患者对抗PD-1疗法的耐药。联合阻断IL-17A与PD-1可以显著增强肿瘤对免疫疗法的敏感性,为MSS患者治疗提供了新的方向。此外,PD-L1 mRNA水平可能成为预测ICIs疗效的重要生物标志物。

本研究首次揭示了IL-17A与PD-L1在结直肠癌中的具体调控机制,并通过动物模型和患者验证了联合治疗的可行性,为未来临床实践提供了重要的理论依据和潜在治疗策略。


六、研究亮点

  1. 发现IL-17A通过新型轴(P65/Nrf1/MiR-15b-5p)调控PD-L1的分子机制。
  2. 验证IL-17A和PD-1联合阻断在MSS CRC中的显著疗效提升。
  3. PD-L1 mRNA水平被揭示为ICIs治疗效果预测的潜在生物标志物。
  4. 引入多个小鼠模型全面研究了CRC免疫逃逸机制,并展示联合治疗的广泛潜力。

七、其他价值内容

研究还指出了IL-17A在肿瘤免疫微环境中双重角色的复杂性,并对未来深入探讨IL-17A抗体联合治疗的合适临床条件以及个性化应用提出了多项讨论。这些思路为后续研究提供了重要启发。

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