Nature Cancer | 陈俊团队揭示GBM新靶点：巨噬细胞免疫检查点Siglec-9

2023-07-20 12:07

胶质母细胞瘤（GBM）是最凶险的原发性脑肿瘤类型。现行的标准治疗策略是综合神经外科手术切除、辅助放疗和替莫唑胺（temozolomide，TMZ）化疗，但疾病复发的可能性极高，复发后的整体生存时间只有24至44周。针对GBM的新治疗策略迫在眉睫。

近年来，尽管免疫疗法在多种癌症中取得了显著突破，但GBM患者的响应却非常有限。在III期临床试验（CheckMate-143）中，肿瘤无法手术切除的GBM患者使用纳武单抗（Nivolumab，抗PD-1）单药治疗后的总生存期并未比使用贝伐单抗（Bevacizumab，抗VEGF）单药治疗的患者有所提高。其中重要的原因可能是GBM特有的免疫抑制微环境包含了大量的肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）。巨噬细胞是GBM肿瘤微环境中主要的免疫细胞，由两种不同的细胞群体构成：一种是来自胚胎期卵黄囊、存在于脑实质中的组织驻留小胶质细胞；另一种是来源于骨髓细胞、通过脑血管迁移到肿瘤内的边界相关巨噬细胞。在胶质瘤病理进程中，TAMs以独特的方式与T细胞相互作用，影响其活化状态和功能产生抗肿瘤效应，也可以通过促进肿瘤内在生长过程（包括炎症、血管生成和侵袭）产生促肿瘤效应。在肿瘤中，这些功能的平衡被打破，促肿瘤效应占了上风。尽管有研究显示调控TAMs的策略可以增强抗肿瘤免疫应答，但这些策略在临床试验中并未取得令人满意的结果，这可能是现有的TAMs靶点不够理想。因此，科学家们仍在努力寻找新的基于TAMs调控的治疗策略及理想的新靶点。

2023年7月17日，陈俊及合作团队合作在Nature Cancer发表了题为Siglec-9 acts as an immune checkpoint molecule on macrophages in glioblastoma, restricting T cell priming and immunotherapy response的研究成果，发现了一种被称为Siglec-9的分子，它在GBM中充当巨噬细胞表面的免疫检查点分子，对肿瘤内免疫环境和免疫治疗效果有显著影响。

研究团队通过对24例原发、复发和接受了抗PD-1抗体新辅助治疗的GBM患者样本进行单细胞RNA测序和空间转录组分析，发现在抗PD-1治疗无效的患者中，肿瘤内高表达Siglec-9基因的肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）特别多。更具挑战性的是，研究者发现，尽管抗PD-1治疗能够在一些GBM患者中改变肿瘤免疫环境，使T细胞激活，增加某些化学因子基因和干扰素-γ相关基因的表达，诱导前体样耗竭T细胞的产生，并激活传统树突状细胞，但这并不能改变瘤内免疫环境的整体抑制状态，特别是无法抑制Siglec-9高表达的巨噬细胞（Siglec-9+ TAMs）的免疫抑制功能。

研究团队进一步发现，Siglec-9+ TAMs可以区分为连续分化的Siglec-9+MARCO+ TAMs和Siglec-9+SEPP1+ TAMs。空间转录组分析显示，这两类TAMs是由CD14+ 单核细胞以分步方式迁移到肿瘤中并分化而来的，Siglec-9+MARCO+ TAMs可能代表了循环中的单核细胞分化为Siglec-9+SEPP1+ TAMs的过渡状态。值得一提的是，与已发表的GBM单细胞测序数据交叉比较显示，Siglec-9+ TAMs与接受免疫检查点阻断（ICB）治疗的GBM患者的与共表达GPNMB、CSTB、MRC1的巨噬细胞相似，而Siglec-9在仅包括复发GBM患者的数据集中没有富集。因此，抗PD1治疗可能导致Siglec-9+ TAMs的重编程，这一研究反映了新辅助抗PD1治疗产生的响应和非响应效果的原因。

Siglec-9分子属于免疫球蛋白样凝集素（Siglec）家族成员，是表达于巨噬细胞等髓系免疫细胞表面的受体。这些受体与含有唾液酸残基的宿主/癌细胞膜上的糖蛋白结合时，会作为免疫检查点分子传递免疫抑制信号8。通过细胞和基因敲除小鼠颅内肿瘤模型的研究，研究团队发现，SiglecE（人Siglec-9的鼠功能同源基因）的敲除可以抑制GBM肿瘤的生长，改变巨噬细胞的免疫抑制表型，使其转变为更具有抗肿瘤活性的表型，并且显著增强T细胞的活化和增殖。进一步，研究者通过多种小鼠体内、体外和人临床样本实验，证明表达Siglec-9+/SiglecE+ TAMs是SiglecE敲除小鼠中抑制肿瘤生长的主要细胞群体，并且直接和T细胞相互作用，靶向Siglec-9是通过T细胞活化发挥肿瘤杀伤作用的。为了进一步明确靶向Siglec-9的临床前景，研究团队发现，SiglecE敲除小鼠接受抗PD-1治疗时，生存时间可以进一步延长。研究团队在小鼠GBM模型，使用具有靶向Siglec-9功能的竞争性蛋白治疗，结果发现这种治疗可以显著延长小鼠的生存时间。