肿瘤免疫治疗在部分血液肿瘤中已取得突破，但在非小细胞肺癌等实体瘤中，响应率仍不理想。郑州大学第一附属医院生物治疗中心杨黎教授、张毅教授团队近日在国际权威期刊《自然·通讯》上发表研究成果，首次系统阐明肿瘤相关巨噬细胞分泌的纤维连接蛋白（FN1）通过物理硬化和代谢重编程双重机制构建免疫抑制屏障。研究团队发现，特异性阻断巨噬细胞中的FN1，能够显著降低肿瘤组织硬度、逆转免疫抑制微环境，并大幅提升免疫检查点抑制剂的疗效。这一发现为破解实体瘤免疫治疗耐药提供了全新策略。
肿瘤微环境中的物理硬度是阻碍T细胞浸润的关键因素，但过去研究多聚焦于癌症相关成纤维细胞的作用。研究团队通过对10例非小细胞肺癌患者的单细胞转录组测序分析，意外发现巨噬细胞是FN1的主要来源，其表达水平甚至超过成纤维细胞。进一步分析显示，FN1阳性的巨噬细胞与肿瘤内CD4+、CD8+ T细胞浸润数量呈显著负相关，且这些巨噬细胞高度富集脂质代谢相关基因，呈现出典型的免疫抑制表型。为了验证因果关系，团队构建了巨噬细胞特异性FN1基因敲除小鼠，发现在Lewis肺癌皮下移植瘤模型中，FN1缺失小鼠的肿瘤生长显著减缓，肿瘤组织硬度下降近一半。原子力显微镜测量显示，对照组肿瘤组织弹性模量约为1.5千帕，而敲除组仅约0.8千帕。同时，肿瘤内浸润的CD8+ T细胞和NK细胞数量增加数倍，穿孔素、颗粒酶B等杀伤分子表达显著上调。在体外三维共培养芯片系统中，FN1缺陷的巨噬细胞所形成的胶原基质更为疏松，即使加入强效趋化因子CXCL9，CD8+ T细胞的穿透能力仍然远优于对照组。这些结果直接证明，巨噬细胞来源的FN1通过增厚和硬化细胞外基质，构筑了一道物理屏障，将杀伤性免疫细胞拒之于肿瘤之外。
更为重要的是，研究团队深入揭示了FN1调控巨噬细胞自身功能的分子机制。他们发现，FN1通过整合素受体激活巨噬细胞内的细胞骨架，促使F-肌动蛋白大量聚合，进而将小GTP酶RAC1“扣押”在肌动蛋白束上，使其无法与mTOR结合并激活该通路。mTOR活性下降后，细胞自噬水平异常升高，导致糖酵解关键限速酶——血小板型磷酸果糖激酶（PFKP）被过度自噬降解。代谢检测证实，FN1缺失的巨噬细胞胞外酸化率显著升高，乳酸生成增加，而耗氧率下降，表明糖酵解能力得到恢复。与此同时，这些巨噬细胞开始大量分泌IL-1β、TNF、CXCL9和CXCL10等促炎因子，从免疫抑制表型转变为免疫激活表型。使用自噬激动剂雷帕霉素可逆转上述效应，而自噬抑制剂氯喹则进一步增强PFKP表达和炎症因子分泌。这一信号通路的阐明，将细胞外基质硬度、细胞骨架重塑、细胞代谢与免疫功能紧密联系在一起，为理解巨噬细胞在肿瘤中的可塑性提供了全新的机械生物学视角。
基于上述机制，团队进一步评估了靶向FN1联合免疫检查点抑制剂的治疗潜力。在野生型小鼠中，单独使用FN1阻断剂或雷帕霉素均能部分抑制肿瘤生长，但两者联用并未产生协同效应，这提示雷帕霉素对T细胞的抑制作用可能抵消了FN1阻断带来的获益。然而，在巨噬细胞特异性FN1敲除小鼠中，联合抗PD-1抗体治疗显示出令人振奋的效果：肿瘤体积较对照组缩小约三分之二，小鼠中位生存期从21天延长至35天以上。质谱流式细胞术分析显示，联合治疗组肿瘤内CX3CR1+ CD8+ T细胞——一种具有强大杀伤功能的T细胞亚群——比例显著升高，其穿孔素和颗粒酶B表达水平达到峰值。同时，巨噬细胞、中性粒细胞和树突状细胞中的己糖激酶2和IL-6水平均明显上升，表明整个髓系细胞的代谢和功能状态都发生了有利转变。研究团队还验证了FN1阻断剂（RGD肽）和整合素拮抗剂ATN-161均能模拟基因敲除的效果，提示这一靶点具有良好的药物可及性。
研究获得了国家自然科学基金、中原科技创新领军人才等项目的资助。FN1不仅可作为非小细胞肺癌患者免疫治疗应答的预测生物标志物，其阻断策略也极具转化潜力。目前团队正在探索FN1阻断剂与现有免疫治疗药物的最佳联合方案，并计划开展临床前毒理和药效研究。这一发现为将“冷肿瘤”转化为“热肿瘤”、克服免疫治疗耐药开辟了新的方向，有望惠及广大肺癌及其他实体瘤患者。
READING
BioPeers
热门跟贴