PARP抑制剂“新搭档”——CSF-1R抑制剂

PARP全称为poly(ADP-ribose) polymerase,即多聚ADP核糖聚合酶,参与了包括DNA修复、基因组稳定性等在内的一系列细胞过程。自2014年以来,已有5款PARP抑制剂(奥拉帕利、鲁卡帕尼、尼拉帕利、他拉唑帕尼、氟唑帕利)获监管机构批准上市,这类药物最显著的是用于治疗携带BRCA突变的卵巢癌和乳腺癌患者。

由于健康细胞内存在多条修复DNA的信号通路,因此抑制PARP对其毒性不会太大;但对于某些肿瘤细胞,由于BRCA等特定基因突变会破坏其它DNA修复通路,因此这些肿瘤细胞会对PARP抑制剂格外敏感,这也就是携带BRCA突变的卵巢癌和乳腺癌患者更容易获益于PARP抑制剂的原因。

然而,一个不可忽视的问题是,尽管相比标准化疗,BRCA相关的HER2阴性转移性乳腺癌对PARP抑制剂具有更好的响应率,且患者无进展生存期改善,但这种益处是短暂的。患者对PARP抑制剂的响应并不持久,一些最初响应PARP抑制剂的患者通常会发展出耐药性。

为了解决这一问题,一些科学家团队尝试将PARP抑制剂与免疫疗法进行联合。基于一些临床前数据,来自Dana-Farber/Brigham and Women’s Cancer Center (DF/BWCC)的科学家们推测,这种联合治疗会招募和激活T细胞,从而诱导对肿瘤细胞的杀伤。

然而,令人意外的是,临床试验结果显示,“PARP抑制剂+免疫疗法”这种联合治疗策略虽然耐受良好,但相比PARP抑制剂单药治疗疗效并没有更好。究竟是什么因素导致了这样的结果,DF/BWCC的科学家们展开了进一步的研究。

来源:Nature Cancer

12月14日,最新发表于Nature Cancer 杂志上的一项研究中,他们揭示:巨噬细胞介导的免疫抑制是导致这种联合治疗疗效不佳的“罪魁祸首”。

“为什么PARP抑制剂加上免疫疗法没有取得成功?这非常令人好奇。我们的新研究表明,肿瘤微环境中的一些其它东西(可能是巨噬细胞)限制了T细胞的激活。我们发现,使用PARP抑制剂治疗后,巨噬细胞变得高度免疫抑制。”领导该研究的Jennifer Guerriero博士说道。

巨噬细胞是一种异质性细胞群,可分为M2样促肿瘤表型和M1样抗肿瘤表型。对小鼠肿瘤内的巨噬细胞的广泛表征表明,M2样巨噬细胞(肿瘤相关巨噬细胞)会通过分泌细胞因子和生长因子增强肿瘤细胞的增殖、血管生成和扩散,从而促进肿瘤发生和转移。

在这项研究中,Guerriero博士团队发现,接受PARP抑制剂治疗后,癌组织中有大量巨噬细胞表达一种生存所必需的受体——CSF-1R(colony-stimulating factor 1 receptor)。CSF-1R阳性巨噬细胞(免疫抑制性极高的巨噬细胞亚型)加剧了肿瘤状态。因此,他们假设,靶向CSF-1R阳性巨噬细胞与PARP抑制剂联合可能会诱导更强的抗肿瘤反应。

利用BRCA缺陷三阴性乳腺癌小鼠模型,研究团队发现,将PARP抑制剂与CSF-1R抑制剂联合使用,显著增强了先天和适应性抗肿瘤免疫力,产生了显著的抗肿瘤反应,联合治疗使小鼠的中位总生存期延长了100天。

在BRCA1缺陷三阴性乳腺癌中,抗CSF-1R疗法增强了PARP抑制剂疗效(来源:Nature Cancer )

通过多组学分析,研究进一步发现,PARP抑制剂通过诱导由SREBP1(sterol regulatory element-binding protein 1,一种关键的脂质代谢调节因子)通路驱动的脂质代谢重编程增强了巨噬细胞的促肿瘤特征。

PARP抑制剂调节分化的巨噬细胞的代谢表型(来源:Nature Cancer )

在侵袭性三阴性乳腺癌小鼠模型中,“PARP抑制剂+CSF-1R抑制剂+ SREBP1抑制剂”三联疗法能够完全消除肿瘤。SREBP1抑制剂“挽救”了PARP抑制剂诱导的PD-L1和CSF-1R表达。

研究者们认为,这些结果表明,PARP抑制剂的使用会直接影响肿瘤微环境中巨噬细胞的免疫抑制程度。巨噬细胞介导的免疫抑制是PARP抑制剂治疗的一个不利因素,而PARP抑制剂和巨噬细胞靶向疗法(macrophage-targeting therapy)相结合,可诱导肿瘤微环境的持久重编程,为三阴性乳腺癌提供了一种有前途的治疗策略。

正如论文的讨论部分所写:这些发现为联合CSF-1R抗体与PARP抑制剂提供了理论依据。

参考资料:
1# Breast cancer study uncovers how macrophages may contribute to a therapeutic weak spot(来源:Dana-Farber Cancer Institute)
2# Anita K. Mehta et al. Targeting immunosuppressive macrophages overcomes PARP inhibitor resistance in BRCA1-associated triple-negative breast cancer. Nature Cancer (2020).

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