研究背景

曲妥珠单抗是一种用于HER2阳性乳腺癌的单克隆抗体疗法，虽显著改善短期预后，但患者中约有20-30%在治疗一年内产生耐药性。研究显示，肿瘤微环境(TME)中的免疫抑制因子可能影响其抗肿瘤效能。尤其是癌相关成纤维细胞(CAFs)在免疫逃逸中起关键作用，但其对曲妥珠单抗抗体依赖的细胞毒性(ADCC)免疫反应的具体影响尚未明晰。

曲妥珠单抗是一种人源化单克隆抗体，已被临床用于治疗人表皮生长因子受体 2（HER2）阳性乳腺癌。然而，由于肿瘤组织内的交互免疫反应一般尚未定性，曲妥珠单抗的耐药性仍然是一个挑战。在这项研究中，通过单细胞测序，我们发现了一种新型的podoplanin阳性（PDPN+）癌相关成纤维细胞（CAFs）亚群，该亚群在曲妥珠单抗耐药的肿瘤组织中富集。此外，我们还发现，PDPN+ CAFs通过分泌免疫抑制因子吲哚胺2,3-二氧合酶1（IDO1）和色氨酸2,3-二氧合酶2（TDO2）来促进HER2+乳腺癌对曲妥珠单抗的耐药性，从而抑制由功能性NK细胞介导的抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用（ADCC）。同时靶向 IDO1 和 TDO2 的双重抑制剂 IDO/TDO-IN-3 对逆转 PDPN+ CAFs 诱导的 NK 细胞介导的 ADCC 抑制有良好效果。总之，本研究发现了一种新型的 PDPN+ CAFs 亚群，它通过抑制 NK 细胞介导的 ADCC 免疫反应，诱导 HER2+ 状态的乳腺癌对曲妥珠单抗产生耐药性。

图1

主要发现

1.      PDPN+ CAFs 的鉴定与作用机制

使用单细胞测序技术，研究发现了一种新的PDPN阳性CAF亚群，这种细胞亚群在耐曲妥珠单抗肿瘤组织中显著富集。

该亚群通过分泌免疫抑制因子IDO1（吲哚胺2,3-双加氧酶1）和TDO2（色氨酸2,3-双加氧酶2），抑制NK细胞介导的ADCC反应。

2.      免疫抑制作用验证

通过体外实验表明，与PDPN- CAFs相比，PDPN+ CAFs 显著降低了NK细胞对曲妥珠单抗治疗的敏感性。这种抑制作用通过IDO1和TDO2的高表达得到强化。

3.      新型双抑制剂的效果

应用IDO1/TDO2双抑制剂(IDO/TDO-IN-3)，成功逆转了PDPN+ CAFs介导的NK细胞功能抑制，恢复了ADCC活性。

在小鼠模型中，该抑制剂显著提高了NK细胞的细胞毒性并抑制了肿瘤生长。

4.      临床相关性

在HER2阳性乳腺癌患者组织和数据库分析中，PDPN+ CAFs 的高表达与较差的无病生存期相关。

研究意义

本研究揭示了PDPN+ CAFs通过免疫抑制机制促进HER2阳性乳腺癌耐药的全新机制，为曲妥珠单抗联合双抑制剂治疗提供了理论依据。这种策略或可显著提高抗HER2治疗的疗效，改善患者预后。

展望

未来研究应进一步验证IDO/TDO双抑制剂在临床环境中的安全性与疗效，并探索针对CAFs特定亚群的精准治疗策略，以攻克乳腺癌治疗中的耐药问题。

JuLI Stage应用

在本文中，JuLI™ Stage 活细胞成像分析系统 被用于以下实验场景，协助检测NK细胞介导的抗体依赖性细胞毒性(ADCC)反应，进行超过24h关于不同的抗体依赖性细胞毒性检测的长时程拍摄：

图2 (D) 通过实时细胞历史记录仪获取 0 小时和 24 小时的代表性合并序列图像，同时使用绿色荧光染料 YOYO-1 染色死细胞。比例尺 = 250 微米

图3 (C) 通过实时细胞历史记录仪获取 0 小时和 24 小时的代表性合并序列图像，同时使用绿色荧光染料 YOYO-1 染色死细胞。比例尺 = 250 µm