Wnt/β-連環(huán)蛋白通路在免疫檢查點(diǎn)抑制劑耐藥中作用的研究進(jìn)展

王晨越, 吳莉沙, 湯承博, 王 進(jìn), 解 偉,4

(1. 上海理工大學(xué)健康科學(xué)與工程學(xué)院, 上海 200093; 2. 上海健康醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院, 上海 201318;3. 上海健康醫(yī)學(xué)院上海市分子影像學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 上海 201318; 4. 上海理工大學(xué)研究生院, 上海 200093)

免疫檢查點(diǎn)阻斷療法可通過激活或重新激活腫瘤免疫循環(huán)治療癌癥, 因此是一種利用免疫系統(tǒng)(如腫瘤特異性細(xì)胞毒性T 細(xì)胞) 的細(xì)胞毒性潛力治療惡性腫瘤的策略[1], 已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于經(jīng)手術(shù)、放療、化療及靶向治療后的腫瘤患者治療, 其中以程序性死亡受體1(programmed cell death protein 1,PD-1)及其配體PD-L1 抑制劑為代表的免疫檢查點(diǎn)抑制劑(immune checkpoint inhibitors, ICIs) 在腫瘤免疫治療中取得了突破性進(jìn)展, 尤其是在肺癌、腎癌和黑色素瘤的治療中[2]. 臨床數(shù)據(jù)表明, 可有效響應(yīng)ICIs 的瘤種較少, 一些常見的癌癥類型(如乳腺癌、前列腺癌和結(jié)腸癌) 對(duì)ICIs 反應(yīng)率較低, 即使對(duì)于反應(yīng)率相對(duì)較高的黑色素瘤,如非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)、膀胱癌等, 隨著藥物使用時(shí)間的延長,大部分患者均不可避免地出現(xiàn)耐藥性并伴隨腫瘤的復(fù)發(fā). 研究表明, 腫瘤浸潤T 細(xì)胞的缺失會(huì)導(dǎo)致ICIs 治療的失敗, 耐藥及反應(yīng)率低[3], 其中以PD-1/PD-L1 抑制劑為代表的ICIs 更是面臨腫瘤患者響應(yīng)率低以及耐藥性等問題. 新出現(xiàn)的臨床數(shù)據(jù)顯示, 患者對(duì)PD-1/PD-L1 治療的應(yīng)答率差異較大, 僅有不到20% 的患者會(huì)對(duì)PD-1/PD-L1 免疫治療進(jìn)行有效應(yīng)答[1]. 腫瘤組織浸潤T 細(xì)胞的缺失及免疫抑制腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment, TME) 可能是制約ICIs 的重要原因, 而腫瘤內(nèi)源性促癌信號(hào)通路會(huì)造成非T 細(xì)胞浸潤(non-T cell-inflamed)TME, 其中Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路是最典型和最重要的促癌信號(hào)通路. 越來越多的研究表明, 腫瘤Wnt/β-連環(huán)蛋白通路的異常激活是免疫治療失敗的原因[1]. 本工作主要探討以PD-1/PD-L1 和細(xì)胞毒性T 淋巴細(xì)胞抗原4 (cytotoxic T lymphocyte antigen-4, CTLA-4) 為代表的免疫檢查點(diǎn)與Wnt/β-連環(huán)蛋白通路的相互關(guān)系, 并對(duì)聯(lián)合使用ICIs 與Wnt/β-連環(huán)蛋白抑制劑治療惡性腫瘤的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述.

1 Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路與PD-1/PD-L1

目前, PD-1 的配體PD-L1(B7-H1, CD274) 在多種人類癌癥(包括乳腺癌、宮頸癌、肺癌、結(jié)直腸癌、黑色素瘤等) 中高表達(dá). 腫瘤細(xì)胞中PD-L1 的高表達(dá)可導(dǎo)致細(xì)胞毒性T 細(xì)胞功能障礙和耗竭, 從而逃避免疫監(jiān)視, 阻止腫瘤細(xì)胞的清除, 是癌癥患者臨床不良預(yù)后的原因之一[1-2]. 越來越多的證據(jù)表明, 腫瘤內(nèi)源性促癌信號(hào)通路的活化或抑瘤基因的缺失均會(huì)通過促進(jìn)T 細(xì)胞排斥, 驅(qū)動(dòng)免疫抑制表型從而削弱抗腫瘤免疫應(yīng)答. 其中Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路是最為典型的腫瘤內(nèi)源性促癌信號(hào)通路. Wnt/β-連環(huán)蛋白異常激活的腫瘤, 往往伴有T 細(xì)胞腫瘤浸潤水平低下, 且對(duì)ICIs 耐藥[4].

1.1 Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路調(diào)節(jié)PD-L1 的表達(dá)

Wnt/β-連環(huán)蛋白通路可以阻斷腫瘤免疫的多個(gè)環(huán)節(jié), 包括腫瘤抗原釋放、抗原提呈、T細(xì)胞激活與浸潤、腫瘤細(xì)胞消除等[3]. Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路在阻斷腫瘤免疫的過程中可通過轉(zhuǎn)錄復(fù)合物β-連環(huán)蛋白/T 細(xì)胞因子/淋巴增強(qiáng)因子(T-cell factor/lymphoid enhancing factor, TCF/LEF) 或轉(zhuǎn)錄因子MYC 與PD-L1 的啟動(dòng)子結(jié)合進(jìn)而影響其轉(zhuǎn)錄.

PD-L1 的表達(dá)與β-連環(huán)蛋白-AKT 軸也密切相關(guān). Du[5]等發(fā)現(xiàn)在膠質(zhì)瘤、前列腺癌和肺癌細(xì)胞中由Wnt 配體或AKT 介導(dǎo)活化的Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路會(huì)誘導(dǎo)β-連環(huán)蛋白在S552 位的磷酸化和β-連環(huán)蛋白的核聚集, 并與腫瘤細(xì)胞PD-L1 的表達(dá)呈正相關(guān), 但與腫瘤組織CD8+T 細(xì)胞的浸潤程度呈負(fù)相關(guān). 經(jīng)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn), 激活的Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)會(huì)促進(jìn)β-連環(huán)蛋白入核, 與轉(zhuǎn)錄因子TCF/LEF 形成復(fù)合物, 并與CD274 的啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合, 誘導(dǎo)PD-L1 的表達(dá); β-連環(huán)蛋白敲除或AKT 抑制劑會(huì)下調(diào)腫瘤細(xì)胞PD-L1 的表達(dá), 增強(qiáng)腫瘤組織中CD8+T 細(xì)胞的浸潤和活化. 將經(jīng)典的Wnt 通路抑制劑或AKT 抑制劑與靶向PD-1/PD-L1 抗體聯(lián)合用藥可以有效克服腫瘤免疫逃逸并顯著抑制腫瘤生長.

大規(guī)模測序揭示了編碼Wnt/β-連環(huán)蛋白通路蛋白的基因在許多癌癥(如結(jié)直腸癌、甲狀腺癌、卵巢癌和皮膚癌等) 細(xì)胞中頻繁突變. 大多數(shù)突變會(huì)導(dǎo)致β-連環(huán)蛋白的異常積累, 這種積累會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄復(fù)合物β-連環(huán)蛋白/TCF/LEF 的形成, 并結(jié)合到Wnt 靶基因的啟動(dòng)子上[3].腺瘤樣結(jié)腸息肉癌蛋白(adenomatous polyosis coli, APC) 功能喪失是結(jié)腸癌患者中常見的突變,大約80%的結(jié)直腸癌中都存在APC 基因的突變.APC 基因的突變和丟失可以誘導(dǎo)PD-L1的表達(dá), 而β-連環(huán)蛋白是APC 誘導(dǎo)PD-L1 所依賴的關(guān)鍵蛋白[6-7]. APC 的缺失會(huì)抑制β-連環(huán)蛋白降解復(fù)合物的形成, 誘導(dǎo)β-連環(huán)蛋白的積累及入核, 當(dāng)β-連環(huán)蛋白入核后與TCF4 形成復(fù)合物并結(jié)合PD-L1 啟動(dòng)子區(qū)域, 增強(qiáng)其表達(dá). Cen 等[8]證明了在野生型APC 和β-連環(huán)蛋白基因的結(jié)直腸癌細(xì)胞和正常人結(jié)腸上皮細(xì)胞中APC 的缺失會(huì)通過誘導(dǎo)β-連環(huán)蛋白/TCF4復(fù)合物的形成并與PD-L1 啟動(dòng)子的TBE3 (?467 至?460) 結(jié)合來誘導(dǎo)PD-L1 轉(zhuǎn)錄.

轉(zhuǎn)錄因子MYC 是Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路下游的一個(gè)靶點(diǎn), 調(diào)節(jié)許多Wnt 相關(guān)基因的表達(dá)[9]. 癌細(xì)胞中Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路組分的突變可誘導(dǎo)MYC 過表達(dá), 導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生和發(fā)展. 此外, MYC 過表達(dá)也是腫瘤上調(diào)免疫檢查點(diǎn)表達(dá)從而逃避免疫監(jiān)視的一種普遍機(jī)制. MYC 可直接與PD-L1 基因的啟動(dòng)子結(jié)合, 調(diào)節(jié)PD-L1 的表達(dá). 在人肝癌細(xì)胞系HEPG2 與肝癌的轉(zhuǎn)基因小鼠模型中, MYC 抑制劑會(huì)下調(diào)PD-L1 的mRNA 和蛋白質(zhì)水平.同時(shí), 研究發(fā)現(xiàn), 在人黑色素瘤及NSCLC 細(xì)胞中, 使用shRNA 對(duì)MYC 敲減或MYC 抑制劑都能降低PD-L1 mRNA 和蛋白的表達(dá), 誘導(dǎo)T 細(xì)胞和巨噬細(xì)胞在腫瘤病灶的聚集, 增強(qiáng)抗腫瘤免疫應(yīng)答[10].

多羥基二磷寡糖-蛋白糖基轉(zhuǎn)移酶亞基(STT3) 是誘導(dǎo)PD-L1 所必須的誘導(dǎo)因子. Hsu等[11]發(fā)現(xiàn), 上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial mesenchymal transition, EMT) 通過EMT/β-連環(huán)蛋白/STT3/ PD-L1 信號(hào)軸富集了腫瘤干細(xì)胞(cancer stem-like cells, CSCs) 中的PD-L1, 其中β-連環(huán)蛋白在細(xì)胞中異常積累并轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核中, 激活了STT3 亞型的啟動(dòng)子, 進(jìn)而轉(zhuǎn)錄誘導(dǎo)STT3, 隨后STT3 促進(jìn)PD-L1 糖基化并上調(diào)PD-L1. 這項(xiàng)研究還顯示, 依托泊苷通過拓?fù)洚悩?gòu)酶ⅡB(topoisomerase ⅡB, TOP2B) 途徑減少核β-連環(huán)蛋白而抑制EMT/β-連環(huán)蛋白/STT3/PD-L1 軸, 逆轉(zhuǎn)EMT, 下調(diào)PD-L1 表達(dá), 并提高腫瘤對(duì)T 細(xì)胞免疫球蛋白黏蛋白-3 (T cell immunoglobulin mucin-3, Tim-3) 抑制劑的敏感性.

另一項(xiàng)關(guān)于三陰性乳腺癌(triple negative breast cancer, TNBC) 的研究表明[12], PD-L1高表達(dá)腫瘤細(xì)胞大多伴有干細(xì)胞表型, 并且參與TNBC 相關(guān)的免疫逃逸的復(fù)雜機(jī)制. 在PD-L1 高表達(dá)的TNBC 中觀察到, Wnt 上游負(fù)調(diào)控因子的下調(diào)和下游效應(yīng)因子的上調(diào), 且在PD-L1 高表達(dá)的TNBC 中, 與PD-L1 低表達(dá)的TNBC 相比, Wnt 相關(guān)基因的表達(dá)顯著升高.進(jìn)一步研究表明, 使用經(jīng)典Wnt 信號(hào)通路特異性抑制劑會(huì)下調(diào)PD-L1 的表達(dá), 從而有效逆轉(zhuǎn)腫瘤浸潤T 細(xì)胞的失活狀態(tài), 為靶向Wnt/β-連環(huán)蛋白通路抑制劑聯(lián)合PD-1/PD-L1 抑制劑的臨床使用提供了依據(jù).

綜上, 腫瘤內(nèi)源性Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路的活化會(huì)介導(dǎo)β-連環(huán)蛋白/TCF/LEF 轉(zhuǎn)錄復(fù)合物的形成, 并上調(diào)下游靶點(diǎn)MYC 的表達(dá), β-連環(huán)蛋白/TCF/LEF 及MYC 均可與PD-L1的啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合, 增強(qiáng)其轉(zhuǎn)錄. 另外, β-連環(huán)蛋白在細(xì)胞中異常積累并轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核后會(huì)誘導(dǎo)STT3 的轉(zhuǎn)錄, 而STT3 促進(jìn)PD-L1 糖基化并上調(diào)PD-L1, 從而誘導(dǎo)腫瘤免疫逃逸(見圖1).

圖1 腫瘤內(nèi)源性Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路調(diào)控PD-L1 的表達(dá)Fig.1 Tumor endogenous Wnt/β-catenin signaling pathway regulates the expression of PD-L1

AKT/Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路的激活會(huì)誘導(dǎo)MYC 介導(dǎo)的PD-L1 表達(dá)上調(diào), 另外β-連環(huán)蛋白入核后會(huì)通過誘導(dǎo)STT3 轉(zhuǎn)錄來上調(diào)PD-L1.

1.2 Wnt/β-連環(huán)蛋白介導(dǎo)PD-1/PD-L1 抑制劑耐藥

Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路在阻斷腫瘤免疫的過程中除可通過轉(zhuǎn)錄復(fù)合物β-連環(huán)蛋白/TCF/LEF 或轉(zhuǎn)錄因子MYC 與PD-L1 的啟動(dòng)子結(jié)合影響其轉(zhuǎn)錄外, 還可通過Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路的激活抑制趨化因子C-C 配體4 (chemokine (C-C motif) ligand 4, CCL4)、樹突狀細(xì)胞(dendriticcell, DC) 的聚集等影響T 細(xì)胞的招募, 誘導(dǎo)非T 細(xì)胞浸潤TME, 進(jìn)而削弱PD-1/PD-L1 抑制劑的治療效果(見圖2).

圖2 腫瘤內(nèi)源性Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路誘導(dǎo)非T 細(xì)胞浸潤TMEFig.2 Tumor endogenous Wnt/β-catenin signaling pathway induces non-T cell-inflamed TME

Luke 等[13]通過癌癥基因組圖譜(the cancer genome atlas, TCGA) 對(duì)肝癌、胃癌、膀胱癌、腎癌和肺癌等31 種惡性腫瘤中T 細(xì)胞炎癥相關(guān)基因和Wnt/β-連環(huán)蛋白通路分子突變、靶基因及β-連環(huán)蛋白蛋白表達(dá)水平進(jìn)行分析, 發(fā)現(xiàn)非T 細(xì)胞浸潤腫瘤組織中的Wnt/β-連環(huán)蛋白通路分子突變富集程度是T 細(xì)胞浸潤腫瘤的3 倍, 90% 瘤種中Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)的活化與T 細(xì)胞浸潤相關(guān)基因表達(dá)呈負(fù)相關(guān). 同時(shí)Trujillo 等[14]在基因工程小鼠模型中發(fā)現(xiàn),Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)活化的黑色素瘤中缺乏腫瘤浸潤T 細(xì)胞, 這可能是由于特異性DC 未能募集到腫瘤中, 從而影響T 細(xì)胞向TME 的募集, 與黑色素瘤患者中觀察到的浸潤表型相似.

免疫排斥和Wnt/β-連環(huán)蛋白通路之間的關(guān)系在轉(zhuǎn)移性黑色素瘤中被首次確認(rèn)[15].Spranger 等[16]在β-連環(huán)蛋白信號(hào)傳導(dǎo)活躍的基因工程黑色素瘤小鼠模型中發(fā)現(xiàn), β-連環(huán)蛋白信號(hào)激活與TME 中低水平的腫瘤浸潤C(jī)D8+T 細(xì)胞相關(guān); 相反, β-連環(huán)蛋白信號(hào)缺失的小鼠伴有高水平的CD8+T 細(xì)胞浸潤. 進(jìn)一步的研究表明, 激活的β-連環(huán)蛋白會(huì)通過誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄抑制因子ATF3 的表達(dá), 使得趨化因子CCL4 表達(dá)下調(diào), 進(jìn)而導(dǎo)致堿性亮氨酸拉鏈ATF 樣轉(zhuǎn)錄因子(basic leucine-zipper ATF-like transcription factor 3, Batf3) 依賴性CD103+DC 細(xì)胞浸潤和活化受損, CD8+T 細(xì)胞浸潤和激活減少, 從而減弱對(duì)ICIs 的響應(yīng), 該結(jié)果與Ding等[17]在黑色素瘤小鼠模型中觀察到的結(jié)果一致. Spranger 等[16]的進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn), 在黑色素瘤中抗PD-1 和抗CTLA-4 抗體在Wnt 激活小鼠中無效, 但在Wnt 失活小鼠中有效, 表明β-連環(huán)蛋白上調(diào)確實(shí)可能誘導(dǎo)ICIs 抵抗, 該結(jié)果為聯(lián)合使用Wnt/β-連環(huán)蛋白通路抑制劑與ICIs 提供了理論支持.

活化的Wnt 信號(hào)通路會(huì)誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄抑制因子ATF3 的表達(dá), 并下調(diào)CCL4 的表達(dá), 進(jìn)而導(dǎo)致Batf3 依賴性的DC 招募受損, 抑制CD8+T 細(xì)胞的啟動(dòng)和腫瘤浸潤.

1.3 Wnt/β-連環(huán)蛋白抑制劑增強(qiáng)PD-1/PD-L1 抑制劑的抗腫瘤效果

β-連環(huán)蛋白激活在腫瘤免疫逃避中具有重要的臨床意義. 考慮到Wnt/β-連環(huán)蛋白通路可以調(diào)節(jié)Batf3 依賴性CD103+DC 細(xì)胞介導(dǎo)的CD8+T 細(xì)胞激活與腫瘤浸潤, 以及β-連環(huán)蛋白/TCF/LEF 可特異性結(jié)合CD274 的啟動(dòng)子區(qū)域并誘導(dǎo)PD-L1 的轉(zhuǎn)錄, 因此阻斷β-連環(huán)蛋白可能會(huì)提高抗PD-1/PD-L1 單藥在相同劑量給藥下的療效[6].

在Huang 等[1]的研究中發(fā)現(xiàn), 骨髓來源的癌相關(guān)成纖維細(xì)胞BMFs 中Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路的激活可誘導(dǎo)PD-L1 過表達(dá), 從而對(duì)抗PD-L1 抗體產(chǎn)生耐藥性. β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路選擇性抑制劑XAV-939 和Wnt-C59 可顯著降低腫瘤細(xì)胞中PD-L1 的表達(dá). 在對(duì)荷瘤小鼠進(jìn)行進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn), Wnt 信號(hào)通路抑制劑XAV-939 與抗PD-L1 抗體的聯(lián)合使用可顯著增強(qiáng)抗PD-L1 抗體的治療效果, 可逆轉(zhuǎn)TME 中的免疫抑制狀態(tài). 可見, Wnt/β-連環(huán)蛋白是重建腫瘤對(duì)抗PD-L1 免疫療法敏感性的潛在靶點(diǎn). E7386 可選擇性地抑制β-連環(huán)蛋白和環(huán)磷腺苷效應(yīng)元件(cAMP-response element binding protein, CREB) 結(jié)合蛋白(一種調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄的蛋白) 之間的相互作用, 且調(diào)節(jié)β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路. Yamada等[18]證明, 在小鼠乳腺腫瘤病毒(mouse mammary tumor virus, MMTV)-Wnt1 小鼠腫瘤模型中, E7386 與抗PD-1 抗體的聯(lián)合治療與各單藥治療相比顯示出協(xié)同抗腫瘤的作用. 最近, Feng 等[19]開發(fā)了一種針對(duì)β-連環(huán)蛋白/B 細(xì)胞淋巴瘤(B-cell lymphoma, BCL9) 相互作用的強(qiáng)效選擇抑制劑hsBCL9CT-24, 該抑制劑可通過促進(jìn)免疫細(xì)胞的瘤內(nèi)浸潤, 減少調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞(regulatory cell, Treg) 比例, 增加DCs 比例, 抑制BCL9/BCL9L 和轉(zhuǎn)化生長因子, 從而克服腫瘤對(duì)ICIs的耐藥性, 與抗PD-1 抗體聯(lián)用, 顯著降低了腫瘤的生長速度, 為其他不可治的癌癥提供協(xié)同抗腫瘤的作用.

DKN-01 是一種針對(duì)Dickkopf-1 (DDK-1) 的單克隆抗體, 可調(diào)節(jié)Wnt 信號(hào). 在一項(xiàng)DKN-01 聯(lián)合Pembrolizumab 治療胃食管癌患者的Ⅰb 期研究中, 聯(lián)合治療后疾病控制率明顯提高, 且無明顯毒性. 由于DKK1 通常在Wnt 信號(hào)通路被激活的轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌(metastaticcolorectal, mCRC) 中過表達(dá), 因此在臨床上DKN-01 與抗PD-L1 聯(lián)合治療可能適用于微衛(wèi)星穩(wěn)定(micro satellite stability, MSS) 型mCRC 的治療[20]. 在MSS 型mCRC 中, ICIs 單藥治療無效, STAT/β-連環(huán)蛋白/PD-L1 信號(hào)軸是誘導(dǎo)發(fā)生免疫逃逸的驅(qū)動(dòng)因素. 臨床實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明[21], STAT/β-連環(huán)蛋白信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制劑BBI608 與抗PD-L1 抗體Pembrolizumab 聯(lián)合使用可增強(qiáng)抗PD-L1 抗體治療效果.

盡管ICIs 的使用徹底改變了抗腫瘤的治療策略, 但大多數(shù)患者(約80%) 對(duì)ICIs 產(chǎn)生不同程度的耐藥, 尤其是在β-連環(huán)蛋白異常激活的腫瘤中[1,4]. 因此, 阻斷Wnt 信號(hào)通路可以通過解除免疫抑制來促進(jìn)免疫細(xì)胞腫瘤浸潤和增強(qiáng)免疫治療效果等提高臨床治療效果. 表1 對(duì)處于不同臨床階段的Wnt/β-連環(huán)蛋白抑制劑和ICIs 聯(lián)合用藥進(jìn)行了總結(jié).

表1 Wnt/β-連環(huán)蛋白抑制劑聯(lián)合ICIs 治療作用研究進(jìn)展Table 1 Progress in treatment of Wnt/β-catenin inhibitors combined with ICIs

2 Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路與CTLA-4

CTLA-4 也稱CD152, 主要在活化的CD4+、CD8+T 細(xì)胞以及腫瘤浸潤Treg 上表達(dá),能夠與配體CD80/CD86 結(jié)合[22-23], 中止激活的T 細(xì)胞的反應(yīng)以及介導(dǎo)Treg 的抑制功能[24].此外,CTLA-4 還可直接介導(dǎo)DC 結(jié)合CD80/CD86 并誘導(dǎo)吲哚胺2,3 雙加氧酶(indoleamine 2, 3-dioxygenase, IDO) 的表達(dá), 從而導(dǎo)致T 細(xì)胞受體(T cell receptor, TCR) 的抑制[25-26],促進(jìn)TME 的免疫抑制. 越來越多的研究表明, Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路的激活不僅能調(diào)控CTLA-4 的表達(dá), 還能通過調(diào)控DCs 參與CTLA-4 抑制劑的耐藥[27], 且其抑制劑能通過增加CD8+T 細(xì)胞的浸潤來增強(qiáng)CTLA-4 抑制劑的抗腫瘤效果.

2.1 Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路在CTLA-4 介導(dǎo)免疫逃逸中的作用

CTLA-4 是Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)的直接靶點(diǎn), 由Wnt/β-連環(huán)蛋白途徑轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié).CTLA-4 啟動(dòng)子區(qū)域的β-連環(huán)蛋白應(yīng)答需要TCF1/LEF1 存在于轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn). Shah等[24]在β-連環(huán)蛋白激活的黑色素瘤中發(fā)現(xiàn), CTLA-4 的表達(dá)量明顯上升, 并通過RT-PCR 和流式細(xì)胞術(shù)進(jìn)一步證明Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平誘導(dǎo)黑色素瘤細(xì)胞中CTLA-4的表達(dá). 在CTLA-4 轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)發(fā)現(xiàn)存在4 個(gè)潛在的TCF/LEF 轉(zhuǎn)錄應(yīng)答元件, 通過PCR技術(shù)分離這些區(qū)域可以發(fā)現(xiàn), 與分離區(qū)域相比, 未分離區(qū)域加入Wnt3a 后, Wnt3a 通過TCF/LEF 結(jié)合位點(diǎn)以劑量依賴性增加CTLA-4 啟動(dòng)子的活性, 且此過程可被Wnt 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制劑DDK-1 阻斷.

2.2 Wnt/β-連環(huán)蛋白抑制劑增強(qiáng)CTLA-4 抑制劑的抗腫瘤效果

目前, 靶向CTLA-4 的單克隆抗體包括伊匹單抗和曲美木單抗, 阻斷CTLA-4 和CD80/CD86 的相互作用[28]. 解除抑制T 細(xì)胞活化的信號(hào), 從而維持T 細(xì)胞激活狀態(tài).但抗CTLA-4 單藥治療范圍在很大程度上僅限于黑色素瘤[29].

RX-5902 是一種新型的β-連環(huán)蛋白小分子抑制劑, 在臨床前模型中可降低β-連環(huán)蛋白的核聚集. Tenlter 等[30]證明在TNBC 小鼠模型中, 與RX-5902 單藥治療相比, 較低劑量的RX-5902 和抗CTLA-4 聯(lián)合治療對(duì)腫瘤生長的抑制作用更強(qiáng). 膜結(jié)合O-酰基轉(zhuǎn)移酶(PORCN) 是Wnt 生物合成的關(guān)鍵酶. C59 是一種PORCN-Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路抑制劑, 在黑色素瘤模型[31]中發(fā)現(xiàn), 與抗CTLA-4 抗體聯(lián)合使用可增強(qiáng)腫瘤浸潤C(jī)D8+T 細(xì)胞的活化和腫瘤抗原特異性CD8+T 細(xì)胞的擴(kuò)增, 顯著抑制黑色素瘤的生長, 增強(qiáng)抗腫瘤免疫的協(xié)同作用. DCR-BCAT 是一種納米顆粒藥物產(chǎn)品, 可靶向CTNNB1 (編碼β-連環(huán)蛋白的基因) 的RNAi 觸發(fā)器, 選擇性沉默腫瘤中的CTNNB1 在各種Wnt 依賴性臨床前模型中能快速抑制腫瘤生長. Ganesh 等[32]證明, 在黑色素瘤的乳腺癌神經(jīng)母細(xì)胞瘤和腎腺癌中, 用DCR-BCAT 抑制β-連環(huán)蛋白顯著增加了T 細(xì)胞浸潤及抗原提呈細(xì)胞和趨化因子的表達(dá), 并增強(qiáng)了腫瘤對(duì)PD-1/PD-L1、CTLA-4 抑制劑的敏感性. 當(dāng)在MMTV Wnt1 轉(zhuǎn)基因小鼠中(一種自發(fā)性Wnt driven 腫瘤的遺傳模型), DCR-BCAT 與抗CTLA-4 抗體聯(lián)合使用時(shí), 接受治療的小鼠實(shí)現(xiàn)了腫瘤的完全消退. 表1 對(duì)處于不同臨床階段的Wnt/β-連環(huán)蛋白抑制劑和ICIs 聯(lián)合用藥進(jìn)行了總結(jié).

3 Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路與其他免疫檢查點(diǎn)

Tim-3 是活化和耗盡T 細(xì)胞上的抑制性受體[30], 主要在T 細(xì)胞、Treg 細(xì)胞、先天免疫細(xì)胞表面表達(dá)[33]. Tim-3 配體半乳糖凝集素9 (galectin 9, Gal9) 與Tim-3 結(jié)合后導(dǎo)致T 細(xì)胞功能下調(diào), 形成抑制腫瘤免疫的負(fù)反饋調(diào)節(jié)機(jī)制. 淋巴細(xì)胞活化基因-3 (lymphocyte activation gene 3, LAG-3) 主要表達(dá)在活化的T 淋巴細(xì)胞、B 淋巴細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞和漿細(xì)胞樣樹突狀細(xì)胞(plasma cytoid dendritic cells, pDCs) 中, 與主要組織相容性復(fù)合體Ⅱ類分子和Gal3結(jié)合, 并負(fù)調(diào)控T 細(xì)胞功能[34-35]. 一直以來, 腫瘤中LAG-3 表達(dá)水平和LAG-3+細(xì)胞浸潤與腫瘤進(jìn)展、預(yù)后不良和各種類型的人類腫瘤相關(guān)[36]. T 細(xì)胞免疫球蛋白和ITIM 結(jié)構(gòu)蛋白(T cell immunoglobulin and ITIM domain protein, TIGIT), 在原始T 細(xì)胞弱表達(dá). TIGIT 和競爭性共刺激受體CD226 競爭結(jié)合配體CD155 和CD113[33]. 在癌癥中, TIGIT 與PD-1 在小鼠、人類腫瘤抗原特異性CD8+T 細(xì)胞和CD8+腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞上共表達(dá)[37].

基因敲除和荷瘤小鼠抗體治療實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示[38], 與抗CTLA-4 和抗PD-1 抗體相比,Tim-3 抗體自身沒有明顯的免疫毒副作用, 具有良好的臨床應(yīng)用前景. 上文中提到, Hsu等[11]已經(jīng)證明依托泊苷可通過TOP2B 降解依賴性核β-連環(huán)蛋白, 抑制EMT/β-連環(huán)蛋白/STT3/PD-L1 軸. 在間質(zhì)樣小鼠癌基因模型中, 依托泊苷與抗Tim-3 抗體聯(lián)合應(yīng)用時(shí)可誘導(dǎo)腫瘤CD8+T 細(xì)胞群的浸潤活化, 從而增強(qiáng)Tim-3 阻斷治療對(duì)腫瘤的抑制能力. LAG-3 的表達(dá)與Wnt/糖原合成酶激酶-3 (glycogen synthase kinase 3, GSK-3)/Tbet-LAG-3 軸密切相關(guān), GSK-3 可誘導(dǎo)β-連環(huán)蛋白磷酸化, 從而降解β-連環(huán)蛋白, 抑制其進(jìn)入細(xì)胞核, 進(jìn)一步Wnt信號(hào)通路的激活被抑制. Issa 等[39]的研究表明GSK-3 的激活可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子(nuclear factor of activated T cell, NFAT) 的表達(dá), NFAT 又可反過來抑制LAG-3 的轉(zhuǎn)錄, 減少LAG-3 的表達(dá). 該課題組還發(fā)現(xiàn)抗LAG-3 和GSK-3 抑制劑聯(lián)合用藥可進(jìn)一步阻止腫瘤的生長, 并延長小鼠的存活期.GSK-3 增強(qiáng)抗腫瘤作用主要是通過GSK-3 的抑制來增加轉(zhuǎn)錄因子Tbet (Tbx21)的表達(dá), Tbet 又可反過來抑制LAG-3 的轉(zhuǎn)錄. 使用GSK-3 小分子抑制劑(SMI) 或SiRNA抑制GSK-3 的表達(dá), 會(huì)導(dǎo)致LAG-3 表達(dá)減少, 并顯著增加CD8+T 細(xì)胞的活性, 抑制腫瘤的生長.

4 總結(jié)與展望

免疫治療技術(shù)是過去十年腫瘤治療領(lǐng)域中具有實(shí)質(zhì)性的突破之一, 改變了癌癥醫(yī)療設(shè)備. 本工作討論了Wnt/β-連環(huán)蛋白與負(fù)性調(diào)節(jié)免疫檢查點(diǎn)介導(dǎo)的免疫逃逸的關(guān)系, 并介紹了Wnt/β-連環(huán)蛋白抑制劑與免疫檢查點(diǎn)聯(lián)合用藥的抗腫瘤研究進(jìn)展, 為改善癌癥患者的治療提供了一種可能的方法. 上述研究表明, Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路活性與免疫檢查點(diǎn)的表達(dá)呈正相關(guān), 與T 細(xì)胞的浸潤呈負(fù)相關(guān), 從而造成對(duì)ICIs 的抵抗, 為以重塑免疫細(xì)胞浸潤和增強(qiáng)免疫治療效果為目標(biāo)的針對(duì)Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路開發(fā)靶向藥物提供了堅(jiān)實(shí)的論據(jù). 但也有研究表明[2], 阻斷Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路不僅抑制了膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞的增殖和遷移, 而且促進(jìn)了腫瘤組織中T 細(xì)胞的浸潤和效應(yīng)細(xì)胞因子IFN-γ 等的釋放, 從而提高PD-1 抑制劑的治療效果. 然而, 這一發(fā)現(xiàn)與其他研究結(jié)果不同的原因是, 在PD-L1 的表達(dá)提高后, 通過與T 細(xì)胞PD-1 的相互作用, T 細(xì)胞的浸潤提高, 但是浸潤的T 細(xì)胞并不被有效激活, Treg 細(xì)胞也同時(shí)被招募, T 細(xì)胞耗竭同時(shí)發(fā)生, 故即使是PD-L1 上調(diào)T 細(xì)胞浸潤, 也不能逆轉(zhuǎn)免疫抑制的TME. 因此, Zhang 等[2]關(guān)于PD-L1 表達(dá)與T 細(xì)胞浸潤的相關(guān)性研究需要進(jìn)一步探討.由于β-連環(huán)蛋白在免疫細(xì)胞的增殖、分化和遷移等生物學(xué)過程中發(fā)揮了重要作用, 因此在通過抑制Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路來增強(qiáng)腫瘤免疫的過程中, 如何衡量Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路的抑制程度是未來Wnt/β-連環(huán)蛋白抑制劑與ICIs 聯(lián)合用藥過程中需要重點(diǎn)考慮的問題.