撰文：Carlos

IF=50.3

推薦度：?????

亮點(diǎn):

1、該研究獨(dú)特地確定了MRTX1133對(duì)大腫瘤負(fù)荷的晚期和侵襲性PDAC的顯著影響。；

2、首次評(píng)估了MRTX1133與CTLA-4和CTLA-4+PD-1對(duì)PDAC的治療組合。

美國(guó)得克薩斯大學(xué)MD安德森癌癥中心癌癥生物學(xué)系Raghu Kalluri教授等在國(guó)際知名期刊Cancer Cell在線發(fā)表了題為“KRAS^G12Dinhibition reprograms the microenvironment of early and advanced pancreatic cancer to promote FAS-mediated killing by CD8⁺T cells”的論文。KRAS^G12D突變存在于近一半的胰腺腺癌（PDAC）中。作者研究了KRAS^G12D的非共價(jià)小分子抑制劑MRTX1133對(duì)早期和晚期PDAC的抑制作用及其對(duì)腫瘤微環(huán)境的影響。使用16種不同的KRAS^G12D驅(qū)動(dòng)PDAC模型，證明了MRTX1133逆轉(zhuǎn)早期PDAC生長(zhǎng)，增加腫瘤內(nèi)CD8⁺效應(yīng)T細(xì)胞，減少髓細(xì)胞浸潤(rùn)，并重新編程癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞。

從機(jī)制上講，KRAS^G12D在晚期PDAC和人類(lèi)患者來(lái)源的類(lèi)器官中的抑制誘導(dǎo)了癌癥細(xì)胞中FAS的表達(dá)，并促進(jìn)了CD8+T細(xì)胞介導(dǎo)的死亡。總的來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)研究為MRTX1133和免疫檢查點(diǎn)抑制劑的協(xié)同效應(yīng)提供了一個(gè)基本原理。

1、抑制KRAS能夠抑制人PDAC細(xì)胞的生長(zhǎng)

作者為了評(píng)估抑制KRAS對(duì)胰腺癌細(xì)胞的影響，用MRTX1133處理了一組細(xì)胞。用MRTX1133處理人KRAS^G12D突變的PDAC細(xì)胞系（HPAC）和小鼠KRAS^G12D突變的PDAC細(xì)胞系（KPC689），可有效下調(diào)PERK。

MRTX1133抑制具有KRAS突變的細(xì)胞系的增殖，但對(duì)具有其他KRAS突變的細(xì)胞系的影響較小。綜上所述，這些結(jié)果支持了MRTX1133對(duì)伴有KRAS^G12D的PDAC細(xì)胞的特異性療效。通過(guò)人PDAC細(xì)胞在NSG小鼠體內(nèi)的原位移植，證實(shí)了MRTX1133對(duì)腫瘤生長(zhǎng)的抑制作用。

觀察到的腫瘤重量減輕與組織學(xué)結(jié)果一致，與對(duì)照組相比，MRTX1133治療組腫瘤重量大部分比正常PDAC組顯著減少。MRTX1133治療與兩種腫瘤模型的體重變化均無(wú)相關(guān)性。

接下來(lái)，一組八種不同的KRAS^G12DPDX植入裸鼠的皮下，也評(píng)估了對(duì)MRTX1133的反應(yīng)。所有八種PDX對(duì)MRTX1133的反應(yīng)都顯示出腫瘤控制或輕微退化。

盡管腫瘤生長(zhǎng)受到抑制，但終點(diǎn)的組織病理學(xué)分析顯示，MRTX1133治療的PDX荷瘤小鼠存在癌細(xì)胞。靶點(diǎn)結(jié)合和下游通路的分析表明，pERK、DUSP6和SPRY4和增殖性癌細(xì)胞有效下調(diào)。

圖1. 抑制KRAS^G12D控制人類(lèi)細(xì)胞系和PDX的生長(zhǎng)

2、免疫活性小鼠中MRTX1133對(duì)KRAS的抑制作用能夠使PDAC退化

為了評(píng)價(jià)MRTX1133在具有免疫能力的背景下的療效，作者將KPC689細(xì)胞原位移植到C57BL/6J小鼠體內(nèi)。MRTX1133治療顯著地消退了PDAC，改善了腫瘤組織學(xué)，而對(duì)體重沒(méi)有特殊影響。MRTX1133治療的腫瘤也顯示PERK豐度降低。

在NSG小鼠缺乏T細(xì)胞、B細(xì)胞和NK細(xì)胞的免疫缺陷背景下，MRTX1133控制了原位KPC689腫瘤的生長(zhǎng)，而對(duì)體重沒(méi)有特異性影響。對(duì)MRTX1133治療的腫瘤的組織病理學(xué)評(píng)估顯示，在終點(diǎn)，與C57BL/6J小鼠相比，NSG小鼠更多地參與了PDAC的參與，這表明獲得性免疫細(xì)胞可能有助于MRTX1133的治療效果。

圖2. KRAS^G12D抑制在免疫活性和免疫缺陷背景下的療效

為了評(píng)估靶向KRAS^G12D在腫瘤啟動(dòng)和胰腺上皮內(nèi)瘤變（PanIN）出現(xiàn)的背景下的影響，作者使用了KRAS^G12D在胰腺中表達(dá)驅(qū)動(dòng)的基因工程小鼠模型(GEMM)。小鼠模型從7周齡開(kāi)始接受MRTX1133治療，此時(shí)平均有5%的胰腺組織學(xué)涉及PanIN病變。KRAS^G12D抑制在治療13周后略微減輕胰腺重量，并將含有PanIN的組織百分比從5%降至0.05%。CK19染色證實(shí)MRTX1133處理的小鼠的PanIN病變消退。

血液生化和組織學(xué)分析顯示，MRTX1133治療13周后與對(duì)照組相比變化最小。接下來(lái)，用MRTX1133或?qū)φ战M治療KRAS^G12D表達(dá)的固有遺傳模型。治療3周后，PDAC逆轉(zhuǎn)為主要未受累的胰腺組織和PanIN組織學(xué)，表明抑制KRAS^G12D足以將癌細(xì)胞重新編程為主要狀態(tài)，并有可能使正常胰腺實(shí)質(zhì)再生。

圖3. KRAS*抑制逆轉(zhuǎn)癌前病變和已建立的癌性病變

3、KRAS的抑制作用和PDAC微環(huán)境中成纖維細(xì)胞和免疫細(xì)胞的重編程有關(guān)

作者對(duì)C57BL6/J小鼠KPC689腫瘤進(jìn)行了scRNA-seq分析，以評(píng)價(jià)MRTX1133靶向KRAS^G12D對(duì)腫瘤微環(huán)境的影響。scRNA-seq分析顯示經(jīng)MRTX1133處理后成纖維細(xì)胞比例增加。經(jīng)MRTX1133處理的C57BL6/J小鼠KPC689腫瘤中的成纖維細(xì)胞比例增加，。對(duì)移植到NSG和C57BL6/J小鼠的KPC689腫瘤中基質(zhì)成纖維細(xì)胞簇的評(píng)估顯示出轉(zhuǎn)錄上不同的成纖維細(xì)胞亞群。

作者發(fā)現(xiàn)經(jīng)MRTX1133治療的C57BL6/JKPC689和KPPC腫瘤中的間質(zhì)成纖維細(xì)胞呈與健康胰腺相似的比例分布，而NSG-KPC689腫瘤中的成纖維細(xì)胞在健康和荷瘤組織的成纖維細(xì)胞之間獲得了中間狀態(tài)，提示CAF在PDAC進(jìn)展和治療反應(yīng)中的積聚和異質(zhì)性可能是由腫瘤浸潤(rùn)性免疫細(xì)胞調(diào)節(jié)的。MRTX1133治療后CD3⁺T細(xì)胞、CD8⁺T細(xì)胞和CD19+細(xì)胞的比例顯著增加。

對(duì)T細(xì)胞亞群的分析表明，MRTX1133降低了KPPC689模型和KPPC689模型中NK細(xì)胞、CD4⁺、 CD8⁺和CD8⁺效應(yīng)T細(xì)胞的相對(duì)比例。進(jìn)一步的CD8⁺T細(xì)胞群分析顯示，在MRTX1133治療的腫瘤中，相關(guān)適應(yīng)性免疫分子表達(dá)增加，表明激活的T細(xì)胞的累積。免疫染色證實(shí)MRTX1133治療后Ki67⁺CD8⁺T細(xì)胞增加。

通過(guò)流式細(xì)胞儀、免疫組織化學(xué)和scRNA-seq分析評(píng)估MRTX1133減少CD11b+髓樣細(xì)胞浸潤(rùn)的頻率。對(duì)其他髓系細(xì)胞亞群或巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)的進(jìn)一步分析表明，盡管MRTX1133抑制了Arg1⁺和富集的Mrc1⁺巨噬細(xì)胞簇，但這種變化不會(huì)影響CD11b⁺F4/80⁺巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)的總頻率。在用MRTX1133處理后，觀察到CD11c⁺、CD11c⁺F4/80^-和CD3 NK1.1⁺細(xì)胞浸潤(rùn)的顯著變化。

圖4. 成纖維細(xì)胞組成以免疫依賴性方式改變以響應(yīng)KRAS^G12D抑制

4、CD8⁺T細(xì)胞有助于清除癌癥細(xì)胞對(duì)KRAS抑制的反應(yīng)

B細(xì)胞和活化T細(xì)胞的浸潤(rùn)增加表明，這些細(xì)胞類(lèi)型可能影響MRTX1133的作用，并為MRTX1133和免疫檢查點(diǎn)阻斷劑（ICB）聯(lián)合治療提供了理論依據(jù)。

為了評(píng)估免疫細(xì)胞的功能貢獻(xiàn)，將PKC-HY19636細(xì)胞系原位植入，用MRI測(cè)量腫瘤體積，分別進(jìn)行CD8和CD19耗竭以評(píng)估CD8+T細(xì)胞和CD19+B細(xì)胞的功能貢獻(xiàn)，以及在另一個(gè)實(shí)驗(yàn)組中MRTX1133與αCTLA-4和/或αPD-1聯(lián)合。治療一周后，所有對(duì)照小鼠和MRTX1133治療的小鼠均成功接受PDAC。

與對(duì)照小鼠和CD8治療的小鼠相比，所有MRTX1133單獨(dú)治療的小鼠的存活率都有所提高，腫瘤體積顯著減少。對(duì)CD8⁺T細(xì)胞和CD3⁺/CD11b/CD19⁺B細(xì)胞的進(jìn)一步分析表明，在分別用CD8或CD19抗體和MRTX1133處理的小鼠中，系統(tǒng)性和腫瘤內(nèi)耗竭。

治療后1周對(duì)腫瘤中pERK的分析表明，接受MRTX1133的所有組都有靶向參與。盡管在MRTX1133治療的小鼠中，腫瘤內(nèi)CD8+T細(xì)胞適度增加，但與MRTX1133-單藥治療相比，添加αCTLA-4和αCTLA4+αPD-1證明了這些小鼠中CD8+T淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)的強(qiáng)大流入和腫瘤消退的增強(qiáng)，而CD19+B細(xì)胞的耗竭對(duì)MRTX1133的療效沒(méi)有影響。總之，數(shù)據(jù)支持根除KRAS^G12D抑制的已建立的大腫瘤需要CD8+T細(xì)胞。

與MRTX1133處理的小鼠相比，帶有αCTLA-4和αPD-1的MRTX1133進(jìn)一步提高了小鼠的存活率并顯著減少了腫瘤體積。在實(shí)驗(yàn)終點(diǎn)，沒(méi)有觀察到αCTLA-4處理的小鼠在MRTX1133中與PDAC相關(guān)的死亡。

連續(xù)的MRI測(cè)量顯示，當(dāng)MRTX1133與ICB聯(lián)合使用時(shí)，與MRTX1133單獨(dú)給藥相比，腫瘤體積下降。雖然MRTX1133治療的腫瘤最終逃脫了腫瘤停滯并屈服于PDAC，但αCTLA-4聯(lián)合ICB能夠持續(xù)抑制腫瘤并清除MRTX1133治療的腫瘤。

圖5. KRAS^G12D抑制作用的效力取決于CD8+T細(xì)胞

5、KRAS抑制上調(diào)癌癥細(xì)胞中的FAS以促進(jìn)CD8⁺T細(xì)胞凋亡

MRTX1133治療晚期PDAC的療效取決于CD8+T細(xì)胞介導(dǎo)的癌細(xì)胞清除。為了探討癌細(xì)胞對(duì)獲得性免疫反應(yīng)敏感的機(jī)制，作者對(duì)MRTX1133處理的KPC689細(xì)胞進(jìn)行了scRNA-seq分析。MRTX1133處理后，轉(zhuǎn)錄簇發(fā)生了變化，其中0簇和7簇成為MRTX1133處理的細(xì)胞中最常見(jiàn)的簇。

路徑分析表明，在這些簇中，KRAS信號(hào)、MYC靶點(diǎn)和mTORC1信號(hào)被抑制，支持KRAS^G12D的有效靶向。此外，MRTX1133處理的簇還抑制了幾條免疫調(diào)節(jié)途徑，包括通過(guò)NFkB的TNFA信號(hào)、炎癥反應(yīng)和同種異體移植。對(duì)KPC689細(xì)胞死亡受體的進(jìn)一步分析表明，經(jīng)MRTX1133處理后，Fas的mRNA表達(dá)增加。

此外，MRTX1133處理的KPC689原位腫瘤顯示CD8+細(xì)胞表達(dá)FasL的相對(duì)比例增加，支持CD8+T細(xì)胞通過(guò)Fas-FasL相互作用介導(dǎo)癌細(xì)胞清除的可能性。

MRTX849和MRTX1133分別誘導(dǎo)KRASG12C和KRAS^G12D突變細(xì)胞系Fas表達(dá)。在以KRAS為靶點(diǎn)的濃度下，在PDAC患者來(lái)源的類(lèi)器中也觀察到了對(duì)MRTX1133反應(yīng)的類(lèi)似的FAS表達(dá)誘導(dǎo)。

圖6. KRAS^G12D抑制誘導(dǎo)癌癥細(xì)胞中FAS的表達(dá)

此外，MRTX1133處理的PDX的免疫染色顯示Fas表達(dá)增加。對(duì)MRTX1133處理的腫瘤的分析表明，MRTX1133有效地抑制癌細(xì)胞的增殖，而不依賴CD8+T細(xì)胞的存在。

相反，CD8+T細(xì)胞耗盡抑制了癌細(xì)胞裂解caspase3的表達(dá)，這表明MRTX1133具有抑制增殖的功能，但CD8+T細(xì)胞是誘導(dǎo)癌細(xì)胞殺傷所必需的。

為了從功能上評(píng)價(jià)MRTX1133治療后Fas-FASL參與對(duì)癌細(xì)胞清除的貢獻(xiàn)，作者將AK14837 shScrmble(ShScr)或shFas細(xì)胞原位移植并用MRTX1133處理。MRI顯示，與攜帶MRTX1133的shScr腫瘤相比，shFas腫瘤顯著促進(jìn)了腫瘤的生長(zhǎng)，并且這種增加與shFas腫瘤小鼠的存活率降低有關(guān)。組織學(xué)分析進(jìn)一步證實(shí)shFas腫瘤的腫瘤負(fù)荷增加。

用MRTX1133治療的shScr和shFas腫瘤的增殖癌細(xì)胞相似，表明KRAS^G12D具有有效的靶向性；然而，shFas腫瘤對(duì)癌細(xì)胞的誘導(dǎo)凋亡減少。

用FasL抑制FASL的另一種策略是，FASL降低小鼠的存活率。在同種異型和FasL治療的腫瘤終點(diǎn)之間也觀察到類(lèi)似的病理改變。MRTX1133治療與Ki67減少有關(guān)，而FasL治療的腫瘤減少了癌細(xì)胞的凋亡。這些數(shù)據(jù)表明，藥物抑制KRAS^G12D后癌細(xì)胞的清除需要CD8+T細(xì)胞通過(guò)與CD8+T細(xì)胞上的FASL結(jié)合而介導(dǎo)的殺傷。

圖7. Fas-FasL參與有助于MRTX1133治療后癌癥細(xì)胞的清除

該項(xiàng)研究的結(jié)果表明， MRTX1133是KRAS突變的特異性和有效抑制劑，并且能夠在PDAC的原位模型取得效果。MRTX1133治療重新編程腫瘤免疫和基質(zhì)成纖維細(xì)胞，并與ICB協(xié)同作用，進(jìn)一步消退腫瘤，提高治療小鼠的總生存率。這種聯(lián)合治療的機(jī)會(huì)為目前MRTX1133的臨床發(fā)展提供了信息。

作者介紹

Raghu Kalluri博士，美國(guó)得克薩斯大學(xué)MD安德森癌癥中心癌癥生物學(xué)系轉(zhuǎn)移研究中心教授。Raghu Kalluri博士的研究重點(diǎn)是維持健康所必需的細(xì)胞-環(huán)境相互作用的機(jī)制，表征癌癥和其他疾病中這些分子通信網(wǎng)絡(luò)的破壞，并利用這些機(jī)制開(kāi)發(fā)癌癥和其他疾病的新診斷和治療策略。

參考文獻(xiàn)

Krishnan K. Mahadevan, Kathleen M. McAndrews, Raghu Kalluriet al. KRAS^G12D inhibition reprograms the microenvironment of early and advanced pancreatic cancer to promote FAS-mediated killing by CD8⁺T cells. Cancer Cell. 2023; https:///10.1016/j.ccell.2023.07.002