首页 > 文章详情

【中国高研值】Cancer Discovery：樊嘉院士团队发现IFNα与抗PD-1的协同抗肝癌作用及其潜在机制

2022年07月22日

编译：研值圈

来源：研值圈

肝细胞癌（HCC）患者对抗PD-1治疗反应平平，而联合IFNα和抗PD-1为基础的免疫治疗在不可切除HCC患者中可增强抗肿瘤疗效。近日，复旦大学附属中山医院樊嘉院士团队在Cancer Discovery（IF=39.397）发表研究，显示IFNα和抗PD-1具有协同作用，并揭秘背后机制，证实IFNα和抗PD-1同时治疗是HCC患者有效的新型联合策略。

微信图片_20220722144453.jpg

研究背景

亚洲HCC患者接受免疫检查点抑制（ICB）单药治疗的客观反应率（ORR）仅为约15%，明确免疫抑制微环境机制并进行改造是治疗中的主要挑战。免疫治疗反应很大程度上被免疫抑制肿瘤微环境（TME）损害。糖剥夺和低氧通过损害肿瘤浸润细胞毒CD8+T细胞而限制了抗肿瘤免疫。低氧诱导因子1α（HIF1α）是低氧反应的关键调控因子，HIF1α也可调节糖酵解，并是肿瘤治疗的靶点。PD-L1是HIF1α的直接靶点，HIF1α及PD-L1上调和HCC患者预后不良相关。

低氧TME可影响T细胞功能。低氧环境下阻滞PD-1增强髓样抑制细胞（MDSC）介导的T细胞抑制可建立免疫抑制性TME。因此，同时阻滞PD-L1和抑制HIF1α可能是新型免疫治疗策略。IFNα具有抗肿瘤活性。IFNα联合PD-1阻滞在移植瘤小鼠中具有抗肿瘤免疫力增强，但是IFNα和ICB的协同作用还不清楚。本研究旨在探索HCC中IFNα改善抗PD-1抗体诱导免疫反应的机制。

研究方法

总结患者数据。进行细胞系和小鼠动物实验。行TIL共培养，进行免疫印迹、免疫共沉淀、逆转录聚合酶链式反应、多重免疫荧光染色、RNA转染、免疫组化、流式细胞和单细胞转录组等分析。

研究结果

抗PD-1抑制剂联合IFNα在不可切除HCC患者中具有显著疗效

15例晚期HCC患者接受IFNα联合ICB治疗，结果显示ORR为40.0%，疾病控制率（DCR）为80.0%。患者外周血分析显示CD8+T细胞富集（图1）。

微信图片_20220722145516.jpg

图1 IFNα增强抗PD-1治疗疗效

小鼠模型中IFNα增强抗PD-1抗体疗效

建立移植瘤小鼠模型。和IFNα、抗PD-1抗体单药及IgG对照相比，联合IFNα和PD-1抗体具有显著肿瘤退缩，并可使小鼠总生存（OS）显著改善。分析TME影响，发现肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）密度并无变化，但是联合治疗可更明显降低祖细胞耗竭CD8+T细胞。IFNα对于减少CD8+T细胞耗竭具有一定作用，可联合PD-1抗体逆转耗竭效应T细胞（图2）。

微信图片_20220722145619.jpg

图2 IFNα增强抗PD-1免疫治疗疗效，改变TME免疫特征

联合治疗富集CD27+CD8+T细胞

消除CD8+T细胞或CD4+和CD8+T细胞可完全阻滞联合治疗诱导的肿瘤退缩，而单纯CD4+T细胞消除无任何效应，证实联合治疗为CD8+T细胞依赖性。分析21个不同淋巴样亚群，发现CD27+CD8+T细胞亚群在联合治疗后浸润增加。因此，CD27+CD8+T细胞可能介导联合治疗效应，CD27是调节CD8+T细胞效应功能的关键因子（图3）。

微信图片_20220722145817.jpg

图3 T细胞亚群深度分析

IFNα通过抑制HIF1α诱导糖酵解增强抗PD-1疗效

基因富集分析显示抗PD-1组HIF1α信号通路富集，联合治疗抑制HIF1α信号。IFNα可显著降低HIF1α及下游靶点表达，联合治疗以高度糖酵解状态维持浸润CD8+T细胞。通过分析荧光信号，确认增加的糖摄入驱动CD8+T细胞增殖和活化。IFNα可调节肿瘤细胞和CD8+T细胞之间的糖竞争，而不直接作用于T细胞，此过程依赖于肿瘤细胞HIF1α信号。PD-1抗体治疗后，浸润CD8+T细胞具有显著更高的CD27+细胞比例。这些结果显示IFNα可通过抑制肿瘤细胞HIF1α信号、增强CD8+T细胞HIF1α信号有效增强抗PD-1治疗疗效（图4）。

微信图片_20220722150047.jpg

图4 异常HIF1α信号活化改变T细胞糖酵解状态，IFNα恢复T细胞细胞毒能力

FosB是HIF1α信号活化关键调节因子

研究显示联合治疗后FosB表达发生显著改变。FosB表达沉默后参与糖酵解的限速酶PKM2和LDHA表达显著降低。免疫共沉淀显示FosB和HIF1α具有相互作用，表明FosB可能通过增强HIF1α结合力促进下游糖酵解靶点转录。而IFNα可通过诱导IRF1依赖性转录抑制而抑制FosB表达（图5）。

微信图片_20220722150615.jpg

图5 IFNα通过抑制FosB转录限制HIF1α信号

高糖微环境通过mTOR诱导FOXM1表达促进Cd27转录

既往研究显示mTOR信号在微环境糖敏化中具有作用。研究发现mTOR信号通路可增加联合治疗后CD27+CD8+T细胞。FOXM1对于CD8+T细胞活化具有关键作用，FOXM1可能可调节CD8+T细胞中CD27表达。数据库和研究发现高糖微环境可促进mTOR信号通路活化，导致FOXM1过表达和Cd27转录。联合IFNα和抗PD-1抗体可增强FOXM1表达，导致最高CD27表达（图6）。

微信图片_20220722150718.jpg

图6 高糖微环境通过活化mTOR-FOXM1轴促进CD27转录

CD27+CD8+T细胞和PD-1免疫治疗反应相关

分析HCC患者数据，显示高CD8或CD27和更好预后相关。CD27+CD8+T细胞和接受PD-1抗体为基础免疫治疗的HCC患者生存相关。

讨论

联合IFNα和PD-1抗体可导致显著的肿瘤退缩。IFNα可诱导IRF1表达，进而失活FosB转录，影响HIF1α转录活性，导致糖酵解相关基因表达下调。联合IFNα和抗PD-1抗体重塑高糖微环境，对于mTOR诱导FOXM1表达活化T细胞和促进T细胞共刺激分子CD27转录十分必要。

从氧化磷酸化到糖酵解的过程是T细胞活化标志，过程对于达到T细胞增殖和活化的代谢需求十分重要。PD-1信号重调可抑制T细胞糖酵解，限制肿瘤细胞糖酵解可保留T细胞效应功能，放大ICB反应。研究发现证实IFNα可间接重调糖代谢，促进肿瘤浸润CD8+T细胞糖酵解，增加肿瘤浸润CD8+T细胞糖摄取，恢复TIL功能。

研究发现IFNα和抗PD-1免疫治疗具有良好抗肿瘤作用，二者具有新型协同机制。联合治疗可诱导CD27+CD8+T细胞浸润，重塑TME，抑制HCC。IFNα可纠正HCC微环境糖竞争，通过增加CD27转录恢复CD8+T细胞效应。总之，这些数据为新型联合治疗策略提供了初步临床证据和机制研究。

参考文献

Hu B, et al. IFNα Potentiates Anti-PD-1 Efficacy by Remodeling Glucose Metabolism in the Hepatocellular Carcinoma Microenvironment. Cancer Discov. 2022;12(7):1718-1741.

责任编辑：Mathilda
排版编辑：Mathilda

研值圈Sci Value Hub—为医疗创新贡献价值