部分非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)患者盡管存在程序性死亡配體 1(PD-L1)表達(dá),但仍能從免疫檢查點(diǎn)抑制劑(ICIs)治療中獲益。為探究 PD-L1 陽(yáng)性 NSCLC 對(duì) ICIs 耐藥的機(jī)制,作者研究了腫瘤細(xì)胞內(nèi) PD-L1 在白細(xì)胞介素(IL)-6 介導(dǎo)的免疫抑制中的作用。研究結(jié)果顯示,腫瘤細(xì)胞內(nèi)的 PD-L1 具備獨(dú)特的作用機(jī)制:它能夠通過(guò)抑制蛋白酪氨酸磷酸酶 1B,同時(shí)與細(xì)胞核中 的磷酸化 Stat3 緊密結(jié)合,進(jìn)而成功激活 Jak2/Stat3 信號(hào)通路。這一激活過(guò)程進(jìn)一步增強(qiáng)了 IL-6 和 CXCL1 的轉(zhuǎn)錄活性。而這些變化會(huì)借助髓源性抑制細(xì)胞(MDSCs)引發(fā)免疫抑制反應(yīng),最終導(dǎo)致 PD-L1 高表達(dá)的 NSCLC 對(duì) ICIs 產(chǎn)生耐藥性。值得關(guān)注的是,在肺癌的臨床前模型實(shí)驗(yàn)中,針對(duì) IL-6 和 PD-1 的聯(lián)合治療方案展現(xiàn)出了令人矚目的效果。該聯(lián)合治療通過(guò)有效逆轉(zhuǎn) MDSC 介導(dǎo)的免疫抑制作用,對(duì)腫瘤的生長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)了高效控制。綜合來(lái)看,腫瘤細(xì)胞內(nèi) PD-L1 的功能通過(guò) PD-L1/Jak/Stat3/IL-6/MDSC 這一復(fù)雜的信號(hào)軸,推動(dòng)了免疫抑制的發(fā)生以及腫瘤的不斷進(jìn)展。不過(guò),這一信號(hào)軸也為提高 PD-L1 高表達(dá) NSCLC 患者 ICIs 的治療效果提供了潛在的治療靶點(diǎn)。這篇文章于2025年3月發(fā)表于《Journal for ImmunoTherapy of Cancer》期刊上,IF:10.3。
研究技術(shù)路線:
主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
1、 IL-6可預(yù)測(cè)PD-L1高表達(dá)的非小細(xì)胞肺癌對(duì)免疫檢查點(diǎn)抑制劑治療的不良應(yīng)答
為探究PD-L1高表達(dá)的非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)對(duì)免疫檢查點(diǎn)抑制劑(ICIs)無(wú)應(yīng)答的機(jī)制,作者分析了ICI-RNA測(cè)序隊(duì)列(相關(guān)數(shù)據(jù)集可在基因表達(dá)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取,登錄號(hào)為GSE285029)。對(duì)RNA測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行基因集富集分析(GSEA)后發(fā)現(xiàn),在CD274(PD-L1)低表達(dá)組中,與無(wú)應(yīng)答者(疾病穩(wěn)定(SD)+疾病進(jìn)展(PD))相比,IL-6/Jak/Stat3通路在對(duì)ICIs有部分緩解(PR)的應(yīng)答者中更為富集(圖1A)。相反,在CD274高表達(dá)組中,IL-6/Jak/Stat3通路在無(wú)應(yīng)答者中更為富集(圖1B)。IL-6/Jak/Stat3通路核心富集位點(diǎn)的基因熱圖顯示,IL6是CD274高表達(dá)組中應(yīng)答者和無(wú)應(yīng)答者之間差異表達(dá)最為顯著的基因之一(圖1C)。在CD274高表達(dá)組中,疾病進(jìn)展患者的IL6表達(dá)水平更高(圖1D)。雖然高CD274表達(dá)預(yù)示著更好的應(yīng)答和臨床結(jié)局,但在CD274高表達(dá)組中,高IL6表達(dá)卻與不良應(yīng)答和臨床結(jié)局顯著相關(guān),而在CD274低表達(dá)組中則不存在這種關(guān)聯(lián)(圖1E、F)。免疫細(xì)胞特征評(píng)分顯示,在CD274高表達(dá)組的無(wú)應(yīng)答者中,細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTLs)減少,髓源性抑制細(xì)胞(MDSCs)增加(圖1G、H)。在PD-L1高表達(dá)組的無(wú)應(yīng)答者中,IL6表達(dá)與調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)和MDSCs評(píng)分呈正相關(guān)(圖1H)。
圖 1:IL-6 預(yù)測(cè) PD-L1 高表達(dá)的非小細(xì)胞肺癌患者對(duì) ICI 治療反應(yīng)不佳
在ICI血清隊(duì)列中,PD-L1表達(dá)(腫瘤比例評(píng)分(TPS))與血清IL-6水平呈正相關(guān),在疾病進(jìn)展的患者中尤為明顯(圖1I)。血清IL-6水平較高的患者在接受ICI治療后的應(yīng)答較差,生存期也較短(圖1J、K)。這些研究結(jié)果表明,IL-6與PD-L1高表達(dá)的NSCLC中具有免疫抑制作用的腫瘤微環(huán)境(TME)以及對(duì)ICI治療的不良應(yīng)答相關(guān)。
2、PD-L1過(guò)表達(dá)激活肺癌細(xì)胞中的IL-6/Jak2/Stat3通路
為了確定NSCLC中IL-6與PD-L1之間的關(guān)系,作者分析了癌癥基因組圖譜(TCGA)的數(shù)據(jù)。結(jié)果顯示,IL-6/Jak/Stat3通路在PD-L1高表達(dá)的腫瘤中更為富集。為了研究PD-L1在IL-6/Jak/Stat3通路中的細(xì)胞內(nèi)在作用,作者對(duì)NSCLC細(xì)胞系的基礎(chǔ)PD-L1表達(dá)進(jìn)行了篩選。將基礎(chǔ)PD-L1表達(dá)較低的A549和H522細(xì)胞轉(zhuǎn)染PD-L1過(guò)表達(dá)載體,而對(duì)基礎(chǔ)PD-L1表達(dá)較高的H460和H596細(xì)胞轉(zhuǎn)染PD-L1小干擾RNA(siRNA)。隨后對(duì)這些細(xì)胞進(jìn)行RNA測(cè)序和體外分析。在RNA測(cè)序鑒定出的差異表達(dá)基因(DEGs)中,有359個(gè)基因在A549細(xì)胞過(guò)表達(dá)PD-L1時(shí)上調(diào),在H460細(xì)胞敲低PD-L1時(shí)下調(diào),其中包括IL6(圖2A-C)。通過(guò)對(duì)差異表達(dá)基因進(jìn)行基因集富集分析發(fā)現(xiàn),在過(guò)表達(dá)PD-L1的A549細(xì)胞中,IL-6/Jak/Stat3通路增強(qiáng),而在敲低PD-L1的H460細(xì)胞中,該通路則減弱(圖2D、E)。
圖 2:PD-L1 在肺癌細(xì)胞中激活 IL-6/Jak2/Stat3 通路
在由PD-L1調(diào)節(jié)的IL-6/Jak/Stat3基因集中的細(xì)胞因子和趨化因子(圖2F)里,作者通過(guò)定量實(shí)時(shí)逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)(qRT-PCR)和酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定(ELISA),對(duì)NSCLC細(xì)胞過(guò)表達(dá)和敲低PD-L1后,幾種細(xì)胞因子(如IL6、腫瘤壞死因子(TNF)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1(TGFB1)、白細(xì)胞介素-1β(IL1B))和趨化因子(如CXCL1、CXCL3和CXCL8)的表達(dá)和產(chǎn)生情況進(jìn)行了驗(yàn)證(圖2G)。對(duì)于原發(fā)性肺癌細(xì)胞培養(yǎng)和轉(zhuǎn)染,作者通過(guò)熒光激活細(xì)胞分選(FACS),從PD-L1低表達(dá)(TPS<1,n=5)和PD-L1高表達(dá)(TPS≥50,n=3)的NSCLC患者的手術(shù)切除腫瘤組織中,分選CD45陰性細(xì)胞。在原發(fā)性肺癌細(xì)胞培養(yǎng)物中,這些細(xì)胞因子和趨化因子在培養(yǎng)上清液中的水平,在PD-L1高表達(dá)的腫瘤中高于PD-L1低表達(dá)的腫瘤,并且會(huì)隨著PD-L1的過(guò)表達(dá)而增加,隨著PD-L1的敲低而減少(圖2H)。IL-6的表達(dá)、磷酸化的Jak2和Stat3以及磷酸化Stat3(p-Stat3)的核轉(zhuǎn)位,都會(huì)隨著PD-L1的過(guò)表達(dá)而增加,隨著PD-L1的敲低而減少(圖2I、J)。PD-L1過(guò)表達(dá)導(dǎo)致的細(xì)胞因子表達(dá)增加,可被Jak2和Stat3抑制劑阻斷。在癌癥細(xì)胞系百科全書(CCLE)中的NSCLC細(xì)胞系里,CD274的表達(dá)與JAK2、STAT3和IL6的表達(dá)呈正相關(guān)。綜上所述,這些結(jié)果表明,腫瘤細(xì)胞內(nèi)在的PD-L1通過(guò)激活Jak2/Stat3,增加了NSCLC中上述細(xì)胞因子和趨化因子的表達(dá)。
PD-L1過(guò)表達(dá)會(huì)增加A549和H522細(xì)胞中p-Jak2、p-Stat3水平以及IL-6的表達(dá),而這種效應(yīng)會(huì)因PD-L1的敲低而減弱。此外,重組PD-1會(huì)刺激H460和H596細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子和趨化因子,但在PD-L1敲低的細(xì)胞中,這種反應(yīng)會(huì)受到抑制。這些研究結(jié)果表明,PD-L1依賴的Jak2/Stat3/IL-6通路激活,可能發(fā)生在肺癌微環(huán)境中。
3、PD-L1通過(guò)直接結(jié)合并抑制蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B),上調(diào)Jak2和Stat3的磷酸化水平
作者通過(guò)研究能夠與PD-L1相互作用的蛋白質(zhì),來(lái)探究PD-L1激活Jak2/Stat3的機(jī)制。先前的一項(xiàng)研究表明,PTP1B在MDA-MB-231細(xì)胞中會(huì)與PD-L1結(jié)合,并且PTP1B會(huì)與Jak2相互作用并使其去磷酸化。在人胚腎293T(HEK293T)細(xì)胞中,進(jìn)行了帶有Flag標(biāo)簽的PD-L1和帶有Myc標(biāo)簽的PTP1B的免疫共沉淀實(shí)驗(yàn)。在PD-L1高表達(dá)的H460細(xì)胞中,內(nèi)源性PTP1B和PD-L1的相互作用會(huì)因PD-L1的敲低而受到抑制,而在過(guò)表達(dá)PD-L1的A549細(xì)胞中,它們的結(jié)合則會(huì)增加。一項(xiàng)下拉實(shí)驗(yàn)表明,PTP1B會(huì)直接與PD-L1的細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域相互作用。在一項(xiàng)以重組p-Jak2為底物的體外磷酸酶實(shí)驗(yàn),以及一項(xiàng)PTP1B磷酸酶活性實(shí)驗(yàn)中,結(jié)果顯示PD-L1會(huì)抑制PTP1B的活性。PTP1B抑制劑能夠恢復(fù)PD-L1敲低的H460和H596細(xì)胞中Jak2/Stat3的磷酸化水平,以及IL6的轉(zhuǎn)錄水平。這些結(jié)果表明,PD-L1會(huì)與PTP1B結(jié)合并抑制其活性,從而增強(qiáng)Jak2/Stat3的活性和IL-6的表達(dá)。
4、 細(xì)胞核中的PD-L1與p-Stat3結(jié)合,增強(qiáng)其對(duì)IL-6的轉(zhuǎn)錄效率
作者通過(guò)關(guān)注PD-L1的定位,來(lái)研究PD-L1在Stat3信號(hào)通路中的內(nèi)在作用。在PD-L1高表達(dá)的NSCLC細(xì)胞中,觀察到了PD-L1的核定位現(xiàn)象(圖3A、B)。免疫共沉淀和Duolink實(shí)驗(yàn)表明,PD-L1和p-Y705-Stat3在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中均存在物理相互作用,并且在過(guò)表達(dá)PD-L1的細(xì)胞的細(xì)胞核中,這種相互作用更強(qiáng)(圖3C、D)。
圖 3:PD-L1 與細(xì)胞核中的 p-Stat3 結(jié)合并增強(qiáng)其在 IL-6 轉(zhuǎn)錄中的效率
使用H460細(xì)胞進(jìn)行的CUT&Tag實(shí)驗(yàn)顯示,細(xì)胞核中PD-L1的結(jié)合位點(diǎn)分布在轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)附近(圖3E)。在PD-L1和p-Stat3的CUT&Tag數(shù)據(jù)中,在IL6和CXCL1啟動(dòng)子上觀察到了明確且重疊的峰(圖3F)。在p-Stat3的CUT&Tag實(shí)驗(yàn)中,敲低PD-L1的細(xì)胞中,p-Stat3在全基因組范圍內(nèi)的結(jié)合強(qiáng)度下降,并且在IL6和CXCL1啟動(dòng)子上的富集程度也減弱(圖3G、H)。這些結(jié)果表明,細(xì)胞核中的PD-L1會(huì)定位于IL6和CXCL1的啟動(dòng)子區(qū)域,作為p-Stat3轉(zhuǎn)錄這些基因的共激活因子發(fā)揮作用。這一結(jié)論得到了順序染色質(zhì)免疫沉淀-qPCR(ChIP-qPCR)實(shí)驗(yàn)的支持,該實(shí)驗(yàn)表明,在敲低PD-L1的細(xì)胞中,p-Y705-Stat3與細(xì)胞因子和趨化因子啟動(dòng)子的結(jié)合減少(圖3I)。
5、 PD-L1以依賴IL-6的方式,促進(jìn)MDSCs的遷移和激活
作者假設(shè),腫瘤細(xì)胞內(nèi)在的PD-L1導(dǎo)致上述細(xì)胞因子和趨化因子表達(dá)增加,會(huì)對(duì)抗腫瘤免疫產(chǎn)生影響。由于在對(duì)TCGA數(shù)據(jù)進(jìn)行CIBERSORTx分析時(shí)發(fā)現(xiàn),PD-L1低表達(dá)和高表達(dá)的NSCLC之間,22種免疫細(xì)胞組分并沒(méi)有顯著差異,因此作者將研究重點(diǎn)放在了MDSCs上,因?yàn)?span>CIBERSORTx分析中并未包含這種細(xì)胞。MDSCs的40個(gè)特征基因的表達(dá),在PD-L1高表達(dá)的NSCLC中普遍升高(圖4A)。MDSCs評(píng)分與CD274的表達(dá),以及與PD-L1上調(diào)的細(xì)胞因子和趨化因子的表達(dá),均呈正相關(guān)(圖4B)。此外,在對(duì)患者腫瘤進(jìn)行的FACS分析中,腫瘤浸潤(rùn)的單核細(xì)胞源性MDSCs(M-MDSCs)和多形核MDSCs(PMN-MDSCs)的數(shù)量,與PD-L1的表達(dá)呈正相關(guān)(圖4C)。這些研究結(jié)果表明,PD-L1的內(nèi)在功能可能通過(guò)IL-6/Jak2/Stat3通路影響MDSCs。作者使用從健康供體的外周血單個(gè)核細(xì)胞(PBMCs)中分離出的HLA-DR低表達(dá)CD11b?CD33?CD14?(M-MDSCs)、HLA-DR低表達(dá)CD11b?CD33?CD15?細(xì)胞(PMN-MDSCs)和CD15低密度中性粒細(xì)胞(以下統(tǒng)稱為“人MDSCs”)的混合物,以及T細(xì)胞,對(duì)這一假設(shè)進(jìn)行了研究。
圖 4:PD-L1 促進(jìn) CXCL1 和 IL-6 依賴性的 MDSC 遷移和激活
當(dāng)MDSCs與PD-L1高表達(dá)的NSCLC細(xì)胞共培養(yǎng),或者在過(guò)表達(dá)PD-L1的原發(fā)性肺癌細(xì)胞的條件培養(yǎng)基(CM)中培養(yǎng)時(shí),MDSCs通過(guò)Transwell系統(tǒng)的遷移能力會(huì)增強(qiáng),而這種遷移會(huì)被CXCL1中和抗體顯著抑制(圖4D-G)。在使用0.4μm孔徑的Transwell系統(tǒng),將MDSCs與NSCLC細(xì)胞共培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)MDSCs與過(guò)表達(dá)PD-L1的A549細(xì)胞共培養(yǎng)時(shí),MDSCs中負(fù)責(zé)發(fā)揮抑制功能的基因(包括ARG1、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)、TGFB1、吲哚胺2,3-雙加氧酶1(IDO1)和IL10)的表達(dá)會(huì)增加,而當(dāng)與敲低PD-L1的H460細(xì)胞共培養(yǎng)時(shí),這些基因的表達(dá)則會(huì)減少。在將MDSCs與預(yù)先和PD-L1高表達(dá)的NSCLC細(xì)胞共孵育的實(shí)驗(yàn)中,CD4?和CD8? T細(xì)胞的增殖會(huì)減少,而CD4? T細(xì)胞向Tregs的分化則會(huì)增強(qiáng)。當(dāng)使用IL-6中和抗體處理共培養(yǎng)體系時(shí),與過(guò)表達(dá)PD-L1的A549細(xì)胞共培養(yǎng)的MDSCs的抑制活性會(huì)顯著恢復(fù)(圖4H、I)。
同樣,在PD-L1高表達(dá)或過(guò)表達(dá)PD-L1的原發(fā)性肺癌細(xì)胞的條件培養(yǎng)基中培養(yǎng)的MDSCs中,IDO1、Arg1和iNOS的表達(dá)會(huì)更高,而這種反應(yīng)會(huì)被IL-6中和作用阻斷(圖4J-L)。由與過(guò)表達(dá)PD-L1的A549細(xì)胞共培養(yǎng)的MDSCs,或者在過(guò)表達(dá)PD-L1的原發(fā)性肺癌細(xì)胞的條件培養(yǎng)基中培養(yǎng)的MDSCs所誘導(dǎo)的CD8? T細(xì)胞增殖減少的現(xiàn)象,可通過(guò)ARG1和iNOS抑制劑得到恢復(fù)(圖4M)。綜合來(lái)看,這些研究結(jié)果表明,腫瘤細(xì)胞內(nèi)在的PD-L1功能,以依賴IL-6的方式促進(jìn)了MDSCs的募集和抑制活性。
6、PD-L1的內(nèi)在功能通過(guò)IL-6介導(dǎo)的免疫抑制作用,在體內(nèi)促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng),且該過(guò)程獨(dú)立于PD-1
為了在體內(nèi)驗(yàn)證上述體外實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,作者構(gòu)建了穩(wěn)定過(guò)表達(dá)或敲低PD-L1的LLC細(xì)胞系,并將其皮下移植到C57BL/6小鼠的側(cè)腹。LLC細(xì)胞中PD-L1的過(guò)表達(dá)促進(jìn)了腫瘤生長(zhǎng),增加了腫瘤浸潤(rùn)的M-MDSCs和PMN-MDSCs群體,以及IL-10或iNOS陽(yáng)性的M-MDSCs和PMN-MDSCs的數(shù)量,同時(shí)減少了顆粒酶B(GzmB)?或干擾素-γ(IFNγ)? CD8? T細(xì)胞的浸潤(rùn)。從過(guò)表達(dá)PD-L1的腫瘤中分離出的MDSCs,能夠有效地抑制從無(wú)腫瘤小鼠脾臟中分離出的CD8? T細(xì)胞的增殖。而在敲低PD-L1的腫瘤中,觀察到了相反的效果。從敲低PD-L1的腫瘤中分離出的腫瘤浸潤(rùn)CD8? T細(xì)胞,在體外能夠有效地殺傷LLC細(xì)胞。
圖 5:PD-L1 通過(guò) IL-6 誘導(dǎo)的免疫抑制在體內(nèi)促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng),且不依賴于 PD-1
為了確定腫瘤中的PD-L1是否通過(guò)MDSCs和IL-6促進(jìn)LLC腫瘤的生長(zhǎng),作者給小鼠注射了抗Gr-1(Ly6C/Ly6G)抗體和抗IL-6抗體。MDSCs的耗竭顯著抑制了PD-L1誘導(dǎo)的腫瘤生長(zhǎng),恢復(fù)并增加了GzmB?、IFNγ?或增殖性CD8? T細(xì)胞的數(shù)量,同時(shí)減少了過(guò)表達(dá)PD-L1的腫瘤中的Tregs數(shù)量(圖5B-D)。在過(guò)表達(dá)PD-L1的腫瘤中,阻斷IL-6會(huì)抑制腫瘤生長(zhǎng),減少MDSCs的募集和激活,并增加GzmB?或IFNγ? CD8? T細(xì)胞的數(shù)量(圖5F-J、L)。從接受IL-6阻斷處理的腫瘤中分離出的MDSCs,抑制CD8? T細(xì)胞增殖的能力較弱(圖5K)。
為了證明腫瘤細(xì)胞內(nèi)在的PD-L1通過(guò)IL-6誘導(dǎo)的免疫抑制作用促進(jìn)腫瘤進(jìn)展,且該過(guò)程獨(dú)立于PD-1的結(jié)合,作者使用PD-1(PDCD1)基因敲除小鼠進(jìn)行了體內(nèi)實(shí)驗(yàn)。PD-L1的過(guò)表達(dá)會(huì)促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng),增加MDSCs的募集和激活,減少CD8? T細(xì)胞的增殖和細(xì)胞毒性,而這些變化均可通過(guò)阻斷IL-6得到恢復(fù)(圖5M-R)。這些結(jié)果表明,腫瘤細(xì)胞內(nèi)在的PD-L1通過(guò)MDSCs和IL-6誘導(dǎo)的免疫抑制作用,促進(jìn)了腫瘤進(jìn)展,且該過(guò)程不依賴于PD-1。
7、過(guò)表達(dá) PD-L1 的細(xì)胞分泌的 IL-6,通過(guò)激活 MDSCs 在體內(nèi)促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)
為了進(jìn)一步確定由過(guò)表達(dá) PD-L1 的細(xì)胞分泌的 IL-6 激活的 MDSCs,是否會(huì)導(dǎo)致免疫抑制和腫瘤進(jìn)展,作者從無(wú)腫瘤小鼠的脾臟中分離出 CD11b?Ly6G?和 CD11b?Ly6C?髓系細(xì)胞,并將其在過(guò)表達(dá) PD-L1 的 LLC 細(xì)胞的條件培養(yǎng)基(LLC-PDL1OE-CM)中培養(yǎng),同時(shí)設(shè)置添加或不添加抗 IL-6 抗體的實(shí)驗(yàn)組,然后將這些細(xì)胞與新鮮的野生型 LLC 細(xì)胞一起注射到小鼠的側(cè)腹(圖 6A)。在注射了在 LLC-PDL1OE-CM 中培養(yǎng)的髓系細(xì)胞和 LLC 細(xì)胞的小鼠中,觀察到腫瘤生長(zhǎng)加快,Tregs 數(shù)量增加,GzmB?、IFNγ?或增殖性 CD8? T 細(xì)胞數(shù)量減少;而在 LLC-PDL1OE-CM 中添加抗 IL-6 抗體后,這些效果會(huì)被逆轉(zhuǎn)(圖 6B-F)。此外,在注射了在敲低 PD-L1 的 LLC 細(xì)胞的條件培養(yǎng)基(LLC-PDL1KD-CM)中培養(yǎng)的髓系細(xì)胞的小鼠中,腫瘤生長(zhǎng)的減緩可通過(guò)耗竭 CD8? T 細(xì)胞得到恢復(fù)(圖 6G-I)。在注射了在 LLC-PDL1OE-CM 中培養(yǎng)的髓系細(xì)胞的小鼠中,腫瘤生長(zhǎng)的增加可通過(guò)耗竭 Tregs 得到抑制(圖 6J-L)。這些研究結(jié)果表明,髓系細(xì)胞對(duì)適應(yīng)性 T 細(xì)胞免疫的免疫抑制作用,介導(dǎo)了與 PD-L1 高表達(dá)的 LLC 細(xì)胞的條件培養(yǎng)基共孵育的髓系細(xì)胞的促腫瘤作用。
圖 6:PD-L1 過(guò)表達(dá)細(xì)胞分泌的 IL-6 通過(guò)髓細(xì)胞激活和免疫抑制性腫瘤微環(huán)境在體內(nèi)促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)
此外,在 LLC 腫瘤中,與 LLC-PDL1KD 腫瘤相比,IL-6 阻斷導(dǎo)致的腫瘤生長(zhǎng)抑制、MDSCs 減少和效應(yīng) T 細(xì)胞增加的效果更為顯著。這些研究結(jié)果支持了 PD-L1 過(guò)表達(dá)通過(guò) IL-6 促進(jìn) MDSC 介導(dǎo)的免疫抑制作用這一觀點(diǎn)。
8、聯(lián)合阻斷 IL-6 和 PD-1 可有效控制腫瘤生長(zhǎng)并引發(fā)抗腫瘤免疫反應(yīng)
鑒于阻斷 IL-6 可恢復(fù) PD-L1 誘導(dǎo)的免疫抑制,作者研究了聯(lián)合阻斷 IL-6 和 PD-1 的效果。聯(lián)合治療有效地抑制了腫瘤生長(zhǎng),并延長(zhǎng)了荷瘤小鼠的生存期(圖 7A-G)。免疫抑制細(xì)胞(包括 MDSCs 和 Tregs)的浸潤(rùn)顯著減少,而效應(yīng) CD8? T 細(xì)胞的浸潤(rùn)則有所增加(圖 7H-M)。當(dāng)進(jìn)行聯(lián)合治療時(shí),從腫瘤中分離出的 MDSCs 抑制 T 細(xì)胞增殖的能力較弱,而從腫瘤中分離出的 CD8? T 細(xì)胞殺傷 LLC 細(xì)胞的能力則更強(qiáng)(圖 7N、O)。這些結(jié)果表明,針對(duì) IL-6 和 PD-1 的聯(lián)合治療,通過(guò)恢復(fù)由 PD-L1/Jak2/Stat3/IL-6/MDSC 軸介導(dǎo)的免疫抑制作用,具有協(xié)同的抗腫瘤活性(圖 7P)。
圖 7:聯(lián)合阻斷 IL-6 和 PD-1 可有效控制腫瘤生長(zhǎng)并引發(fā)抗腫瘤免疫反應(yīng)
最后,在 ICI 免疫組織化學(xué)(ICI-IHC)隊(duì)列中,PD-L1 TPS 與非應(yīng)答者的 IL-6 H 評(píng)分呈正相關(guān)。在 PD-L1 高表達(dá)(TPS≥50)組中,IL-6 高表達(dá)的腫瘤患者對(duì) ICI 治療的應(yīng)答和預(yù)后較差。在 PD-L1 高表達(dá)組中,非應(yīng)答者的 IL-6 H 評(píng)分與腫瘤浸潤(rùn)的 CD8?淋巴細(xì)胞呈負(fù)相關(guān),與 Foxp3?細(xì)胞和 MDSCs(CD33?CD11b?細(xì)胞)呈正相關(guān)。IL-6 高表達(dá) / PD-L1 高表達(dá)的腫瘤中,MDSC 免疫組織化學(xué)評(píng)分最高。ICI-IHC 隊(duì)列的研究結(jié)果與 ICI-RNA 測(cè)序隊(duì)列的結(jié)果相似,進(jìn)一步證明了 PD-L1 高表達(dá)的腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的 IL-6,通過(guò) MDSCs 抑制了 NSCLC 患者對(duì) ICI 的應(yīng)答。
結(jié)論:
該研究表明,PD-L1 的腫瘤-細(xì)胞-內(nèi)在功能激活 IL-6/Jak/Stat3 通路,進(jìn)而驅(qū)動(dòng) MDSC 的免疫抑制。這種細(xì)胞內(nèi)在的 PD-L1/IL-6/MDSC 軸既可以作為 ICI 治療的潛在生物標(biāo)志物,也可以作為提高 ICIs 在 PD-L1 高 NSCLC 患者中療效的靶點(diǎn)。
實(shí)驗(yàn)方法:
RNA-seq,CUT&Tag-seq、細(xì)胞培養(yǎng),過(guò)表達(dá)及siRNA敲低細(xì)胞轉(zhuǎn)染、細(xì)胞共培養(yǎng)、T 細(xì)胞增殖和 Treg 分化檢測(cè)、細(xì)胞凋亡檢測(cè)、流式細(xì)胞術(shù)、IHC、免疫熒光染色、免疫共沉淀、Western blot、q-PCR、Pull-down 測(cè)定、熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè)、Duolink 鄰位連接測(cè)定、ChIP-qPCR
參考文獻(xiàn):
Jeong H, Koh J, Kim S, Yim J, Song SG, Kim H, Li Y, Lee SH, Chung YK, Kim H, Lee CH, Kim HY, Keam B, Lee SH, Chung DH, Jeon YK. Cell-intrinsic PD-L1 signaling drives immunosuppression by myeloid-derived suppressor cells through IL-6/Jak/Stat3 in PD-L1-high lung cancer. J Immunother Cancer. 2025 Mar 6;13(3):e010612. doi: 10.1136/jitc-2024-010612. PMID: 40050048; PMCID: PMC11887297.