Cancer Discovery | 不同性别在NOTCH1驱动肝细胞癌中产生差异抗肿瘤免疫反应的原因

摘要:肝癌中最常见的肝细胞癌(HCC)是全球癌症相关死亡的第四大原因。阿特珠单抗 (αPD-L1) 加贝伐单抗 (αVEGFA) 的客观缓解率(ORR)可达29.8%,是所有HCC疗法中最高的,但大多数患者未表现出治疗反应,因而迫切需要确定反应的生物标志物,以便更好

撰文 | Qi

肝癌中最常见的肝细胞癌(HCC)是全球癌症相关死亡的第四大原因。阿特珠单抗 (αPD-L1) 加贝伐单抗 (αVEGFA) 的客观缓解率(ORR)可达29.8%,是所有HCC疗法中最高的,但大多数患者未表现出治疗反应,因而迫切需要确定反应的生物标志物,以便更好地进行患者分层。HCC具有强烈的性别二态性,男性发病率是女性的2-3倍,但性别在HCC免疫治疗反应中的作用仍不清楚。

近日,来自美国西奈山伊坎医学院的Amaia Lujambio团队在Cancer Discovery杂志上发表了一篇题为NOTCH1 drives sexually dimorphic immune responses in hepatocellular carcinoma的文章,他们在此证明NOTCH1是HCC中的一个尚未被研究的癌症驱动因素,携带NOTCH1驱动肿瘤的雄性表现出增强的抗肿瘤免疫反应,而携带NOTCH1驱动肿瘤的雌性则表现出由树突状细胞(DCs)介导的CD8+T细胞激活缺陷引发的免疫逃逸和对免疫治疗的抵抗,但CD40激动剂可补救这种缺陷,这种性二态性免疫由性染色体中的基因介导,而非性激素。总之,这项工作揭示了NOTCH1与癌症免疫中性别之间的关联,强调了通过CD40激动作用恢复DC-CD8+T细胞轴以改善治疗效果的潜力。

已知NOTCH1在大约1/3的HCC患者中过表达,且TCGA数据库显示高NOTCH1与男性HCC发病率较低显著相关【1】,提示过表达NOTCH1的男性的HCC致瘤性较低或对免疫治疗有更好的反应,于是他们利用表达活化Notch1的HCC小鼠模型来确认NOTCH1与性别之间的关联。对小鼠肿瘤样本进行RNA-seq分析发现雄性中特定Y染色体基因的强烈富集(Uty、Kdm5d、Ddx3y、Eif2s3y),与此类似,TCGA队列中男性和女性HCC患者数据的比较显示位于Y染色体上的200个基因中有3个(UTY、KDM5D、DDX3Y)的表达存在显著差异,其中2个(UTY和KDM5D)最近被证明在适应性抗肿瘤免疫中起作用,提示性染色体上的基因可能驱动了NOTCH1相关肿瘤中性二态性免疫表型。

随后,该团队利用一种缺失Y染色体性别决定区(SRY)的四核心基因型(FCG)小鼠模型(B6.Cg-Tg(Sry)2Ei Srydl1Rlb/ArnoJ)【2】,由于该小鼠的性腺发育不依赖于性染色体,所以可以得到XY雌性、XY雄性和XX雌性和XX雄性四种小鼠,将上述HCC肿瘤植入这四种小鼠体内,可观察到XX雌性小鼠中位生存率显著低于XY雄性,有趣的是,XY雌性的中位生存率显着提高,与XY雄性的相似,但XX雄性的中位生存率较差,与XX雌性相似,证实了性染色体基因而非性激素在NOTCH1驱动的肿瘤中性二态性免疫表型中的作用。

图1. 性染色体基因在NOTCH1驱动肿瘤中性二态性免疫表型中的作用

除了Y染色体上特定富集的基因外,该团队还发现与激活的DCs(Cd40、Cd86)、CD4+和CD8+T细胞(Cd4、Cd8a、Pdcd1)、趋化因子及受体(Ccl5,Ccr7)在男性HCC个体中富集。有意思的是,在多种类型的人类肿瘤中,与女性相比,只有HCC在男性中表现出IFNγ反应特征富集,而在胆管癌、膀胱癌或黑色素瘤中反而表现出相反趋势,这些结果表明携带NOTCH1驱动的男性HCC患者可能存在增强的抗肿瘤免疫力。由于女性HCC患者中DC和CD8+T细胞激活受损,他们尝试用CD40激动剂修复DCs激活,进而观察是否能改善女性HCC患者的治疗,于是他们用三重联合疗法(CD40激动剂、αCTLA-4、αPD-1)或αCTLA-4、αPD-1单独治疗荷瘤小鼠,不出所料,单一疗法或两者联用几乎没有效果,但三重疗法能显著提高雌性小鼠的生存率,且这些小数肝脏中的CD8+T细胞能表达更高水平的穿孔素和颗粒酶b,表明添加CD40激动剂能增强内在的抗肿瘤CD8+T细胞反应。

综上,这项工作证明HCC女性患者中NOTCH1驱动的免疫逃逸由性染色体基因而非性激素介导,且降低的抗肿瘤免疫反应归因于DC介导的CD8+T细胞激活缺陷,并证明CD40激动剂联合αCTLA-4/αPD-1可改善NOTCH1驱动肿瘤的治疗效果,强调了CD40激动剂的治疗潜力。

制版人:十一

参考文献

1. Cancer, Genome, Atlas, Research, Network. Comprehensive and Integrative Genomic Characterization of Hepatocellular Carcinoma.Cell2017;169(7):1327-41 e23 doi 10.1016/j.cell.2017.05.046.

2. De Vries GJ, Rissman EF, Simerly RB, Yang LY, Scordalakes EM, Auger CJ, et al. A model system for study of sex chromosome effects on sexually dimorphic neural and behavioral traits.J Neurosci2002;22(20):9005-14 doi 10.1523/JNEUROSCI.22-20- 09005.2002.

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来源:车上一批水

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