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【研究进展】武汉同济医院陈刚、孙朝阳课题组团队揭示WEE1抑制剂通过激活ERV和dsRNA途径诱导抗肿瘤免疫

2022年08月24日

整理：肿瘤资讯

2022年01月03日，华中科技大学同济医学院附属同济医院陈刚、孙朝阳课题组团队在《Journal of Experimental Medicine》在线发表了题为“WEE1 inhibition induces anti-tumor immunity by activating ERV and the dsRNA pathway”的研究论文。

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免疫检查点阻断（ICB）改善了多种恶性肿瘤的预后。然而，只有一小部分癌症患者受益于ICB。为了将ICB的临床益处扩展到更多的患者，目前正在进行许多将ICB与小分子抑制剂相结合的试验。WEE1抑制剂（Adavosertib/AZD1775）单独治疗或联合吉西他滨治疗在多种癌症类型中显示出良好的临床活性和协同抗肿瘤效果。然而，WEE1抑制在调节癌症免疫治疗疗效中的潜在作用仍然知之甚少。

研究发现AZD1775通过激活干扰素途径和增加T细胞浸润来激活肿瘤免疫应答（图1）。首先，研究人员确定了一系列靶向抑制剂是否诱导干扰素信号，发现WEE1抑制剂增加干扰素信号的效果最好。AZD1775处理后的小鼠卵巢癌细胞（ID8）的RNA测序显示干扰素刺激基因(ISG)显著上调；此外，AZD1775还上调了ID8细胞中一些对IFN敏感的抗原处理和提呈基因(TAP1、Psme2和H2-T24)。接下来，研究人员评估了AZD1775对C57BL/6小鼠和免疫缺陷（NOD/SCID）小鼠对ID8肿瘤的影响。虽然AZD1775在C576BL/6小鼠中具有高度活性，但在免疫缺陷的NOD/SCID小鼠中抗肿瘤作用明显减弱。AZD1775始终显著增加肿瘤对CD3+T细胞的侵袭，主要是CD8+T细胞，而不改变CD4+T细胞和调节性T(T Reg)细胞。

图1. AZD1775通过干扰素途径和募集T细胞浸润激活肿瘤免疫应答

研究者进一步发现AZD1775通过干扰素信号诱导PD-L1表达（图2）。RNA-seq和RPPA数据都表明AZD1775增加了卵巢癌细胞中的PD-L1。研究者证实了AZD1775以浓度依赖的方式诱导PD-L1 mRNA和蛋白表达。流式细胞术证实AZD1775处理后细胞膜PD-L1表达增加。然而，AZD1775对PD-L1亚型的CD274-L2A的表达没有影响，而诱导了典型的全长PD-L1（CD274）表达。干扰素可诱导PD-L1表达，使肿瘤细胞逃避免疫监视，研究者发现干扰素-β和干扰素-λ，尤其是干扰素-λ3和干扰素敏感转录因子（STAT1、IRF1、IRF5、IRF7和IRF9）对AZD1775的反应是升高的。此外，敲除DDX58和MAVS，但不能抑制IFIH1和cGAS，可以钝化AZD1775诱导的干扰素分泌和PD-L1表达。这些表明WEE1抑制诱导的dsRNA的产生介导了干扰素的激活和PD-L1的上调，即使在cGAS/STAR缺陷的癌细胞中也是如此（图2）。

图2. AZD1775通过干扰素信号诱导PD-L1表达

AZD1775联合ICB可以起到了很好的联合抗肿瘤效应，进一步研究发现了AZD1775联合ICB以CD8+T细胞依赖方式抑制肿瘤生长（图3）。为了确定AZD1775和αPD-L1联用对体内抗肿瘤免疫的影响，我们使用了ID8卵巢癌免疫全能小鼠模型。虽然抗PD-L1单药治疗没有显著减少或AZD1775单独适度减少ID8肿瘤的生长，但AZD1775和抗PD-L1联合应用显著减少了肿瘤的生长，延长了生存时间，并且没有显著的副作用。研究者观察到以CD45阳性细胞为特征的免疫细胞浸润增加。在ID8肿瘤中，主要由CD8+T细胞组成的ID8肿瘤中有较高的肿瘤浸润性CD3+T细胞。此外，通过流式细胞术观察到AZD1775作用后ID8肿瘤细胞上PD-L1的增加，而DC细胞上的PD-L1也被诱导。重要的是，细胞毒性CD8+干扰素-γ+细胞的比例和其他功能参数，如颗粒酶B和Ki-67，在AZD1775单一治疗后显著增加，联合治疗进一步增加。此外，αPD-L1处理和联合处理后，抑制了PD-1在CD8+T细胞上的表达。AZD1775或联合治疗可使T-reg细胞适度减少，CD8/T-reg细胞比例增加。

图3. AZD1775联合ICB以CD8+T细胞依赖方式抑制肿瘤生长

总之，这项研究证明，靶向WEE1通过双链RNA（dsRNA）病毒防御途径上调免疫信号，从而对免疫检查点阻断产生后续反应，即使在cGAS/STING缺陷的肿瘤中也是如此。Wee1抑制通过下调FOXM1而解除SETDB1/H3K9me3的抑制，从而增加内源性逆转录病毒元件（ERV）的表达。ERV触发dsRNA应激和干扰素反应，在多种肿瘤模型中增加抗肿瘤T细胞的募集，同时PD-L1升高。此外，WEE1抑制和PD-L1阻断以CD8+T细胞依赖的方式诱导显著的肿瘤消退。WEE1抑制诱导的病毒防御特征为选择与WEE1和ICB联合治疗的患者提供了一个潜在的信息生物标志物。WEE1抑制可刺激抗肿瘤免疫并增强对ICB的敏感性，为WEE1抑制剂与ICB在临床试验中的联合应用提供了理论基础（图4）。

图4：研究机制模式图

该项研究得到了国家自然科学基金委员会的资助（包括81874106-陈刚，81974408-孙朝阳，82002762-郭恩松，82060472-李科珍）。G.B.Mills教授也获得了美国国立卫生研究院（P50CA217685和U01 CA217842）、Susan G. Komen乳腺癌基金会（SAC110052），乳腺癌研究基金会、以及Miriam博士和Sheldon G. Adelson医学研究基金会的资助。同时，陈刚、孙朝阳课题组团队一直与英国阿斯利康公司有深入合作，该项研究中用到的包括AZD1775在内的小分子抑制剂药物均由阿斯利康公司赠予。

通讯作者

陈刚

教授主任医师博士生导师

华中科技大学同济医学院附属同济医院科研处常务副处长
中华医学会妇科肿瘤学分会青年委员会副主任委员
中国抗癌协会妇科肿瘤专委会委员
湖北省医学会妇产科学会常务委员兼秘书
擅长妇科恶性肿瘤的规范化治疗
长期从事卵巢癌小分子靶向治疗以及免疫相关因素的基础和转化研究
近年来从事子宫内膜癌及宫颈癌相关研究
文章发表：近5年以通讯作者发表SCI论文20余篇，包括Annal Int Med, JEM，Adv Sci, Nature Comm, J Hema Oncol, Cancer Res, Oncogene
科研项目：国家自然科学基金项目5项，湖北省重点研发项目1项
研究获奖：中国妇幼健康科学技术奖自然科学奖一等奖（2021）

排版编辑：肿瘤资讯-Daisy

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