KRAS突變介導腫瘤免疫逃逸新機制

RAS是人類

中突變率最高的癌基因，約17%的實體瘤存在KRAS突變，包括~90%的胰腺癌、~50%的結腸癌和~25%的肺腺癌。然而，自1982年RAS基因發現迄今40年來， RAS一直被稱為“不可成藥靶點”。2021年，首個靶向KRAS-G12C突變的共價抑制劑AMG-510獲批用於非小細胞肺癌治療，給靶向RAS帶來一線曙光，但是該藥的耐藥性問題已經出現。因此，多種和KRAS抑制劑聯合用藥的策略正在臨床試驗之中，其中KRAS抑制劑和免疫療法的聯合治療策略是目前最具前景的探索方向之一。

KRAS突變和腫瘤免疫逃逸的關係研究進展緩慢。2017年，英國Francis Crick Institute的Julian Downward課題組發現KRAS訊號可以透過穩定腫瘤細胞中PD-L1的mRNA水平上調其蛋白表達，從而抑制T細胞對腫瘤細胞的免疫監視

【1】

。2019年，AMGEN公司的研究人員也證明KRAS-G12C抑制劑AMG-510可以透過抑制腫瘤中的PD-L1訊號來促進抗腫瘤免疫

【2】

。但是KRAS突變是否也在腫瘤細胞逃脫先天免疫系統的監視中發揮作用，仍是未知數。

眾所周知，腫瘤細胞常常高表達免疫檢查點分子以實現免疫逃逸。腫瘤細胞表面的PD-L1可以和T細胞表面的PD-1結合，抑制T細胞對腫瘤細胞的攻擊（don’t find me signal）。類似的，腫瘤細胞透過細胞表面的CD47與巨噬細胞表面的SIRPα結合，抑制巨噬細胞對腫瘤細胞的吞噬作用（don‘t eat me signal）。CD47在多種人類血液腫瘤和實體瘤中高表達，全球範圍內已有多款CD47抗體藥物進入臨床試驗。

2022年11月22日，南京大學

陳熹、閆超

及南京醫科大學

尹榮

組成的聯合課題組在

Journal of Clinical Investigation

線上發表了題為

Oncogenic KRAS signaling drives evasion of innate immune surveillance in lung adenocarcinoma by activating CD47

的研究論文，

揭示了肺腺癌中KRAS突變透過啟用CD47進而逃避先天免疫系統監視的新機制。

首先，該課題組收集了肺腺癌患者的臨床樣本，分離出腫瘤細胞後和體外誘導的巨噬細胞進行共培養，發現KRAS突變病人的腫瘤細胞對巨噬細胞的吞噬不敏感；KRAS-G12C突變的H358細胞系也有同樣現象。其後，該課題組使用了3種小鼠肺癌模型（H358原位植瘤和2種KRAS突變驅動的轉基因小鼠原發肺癌模型），在體內水平檢測了KRAS突變的肺癌細胞和巨噬細胞的互作情況，發現在腫瘤進展的早期巨噬細胞具備吞噬腫瘤細胞的能力，但隨著腫瘤的進展，巨噬細胞的吞噬作用逐漸弱化甚至消失。以上實驗在體外和體內驗證了KRAS突變驅動的腫瘤天然免疫逃逸現象。

同時，該課題組檢測了肺腺癌患者臨床樣本中CD47的表達水平，發現CD47在KRAS突變腫瘤中的表達量相對KRAS野生型腫瘤更高。在KRAS驅動的肺癌小鼠模型中，敲降CD47可顯著提高巨噬細胞對腫瘤細胞的吞噬，表明CD47是KRAS驅動肺癌細胞抗巨噬細胞吞噬作用的必要條件。

在探究KRAS突變上調CD47表達的分子機制的過程中，該課題組首先發現CD47存在由miR-34a介導的轉錄後調控現象，接下來驗證了KRAS突變對miR-34a的負調控作用，隨後透過一系列的分子生物學和藥理學實驗，該課題組證明突變的KRAS透過啟用PI3K-STAT3訊號從而抑制miR-34a的表達，進而緩解miR-34a對CD47的轉錄後抑制作用，最終導致CD47在肺腺癌細胞中出現異常的高表達。

最後，該課題組透過檢測三個獨立的肺腺癌樣本陣列（約300例肺腺癌樣本），證實KRAS突變狀態與CD47表達呈正相關。同時，該課題組利用KRAS-G12C抑制劑AMG-510在體外和體內實驗中對新發現的KRAS-CD47訊號通路進行抑制，發現AMG-510可顯著降低CD47的表達，並且增強巨噬細胞對腫瘤細胞的吞噬作用，最終恢復機體的先天免疫監控能力。

總體來說，該研究發現在肺腺癌中，KRAS突變可驅動腫瘤細胞膜上CD47的高表達，抑制巨噬細胞對腫瘤細胞的吞噬作用，從而導致腫瘤的先天免疫逃逸。

這一發現首次將KRAS突變和腫瘤的天然免疫逃逸聯絡起來，不僅揭示了KRAS突變驅動腫瘤發生發展的新機制，也為正在進行臨床試驗的CD47抗體藥物提供了新的生物標誌物，還為KRAS抑制劑和CD47抗體藥物的聯合用藥提供了理論指導。

據悉，該研究團隊目前已與某著名藥企達成戰略合作，將共同開發一種專門針對KRAS突變導致腫瘤天然免疫逃逸的新型治療方法，目前臨床前試驗資料已展示了良好的抗腫瘤治療效果，有望快速推進至臨床研究階段。

原文連結：

https://www.jci.org/articles/view/153470

本研究的兩位通訊作者長期招收博士後，歡迎有識之士加入。

陳熹，南京大學生命科學學院教授，生化與分子系主任，國家優青、江蘇省傑青。主要研究非編碼RNA的功能及其轉化應用，在Cell Res、Mol Cell、J Clin Oncol、Sci Adv、Brain等期刊發表論文60餘篇，總他引逾11000次。

閆超，南京大學生命科學學院教授，生理系主任，國家級海外青年人才。實驗室已建立從分子到細胞、從結構到功能、從動物模型到人源化模型的完整的RAS研究體系，在Nature、Cell Res、JCI、Cancer Res、Autophagy等期刊發表論文多篇，並與產業界開展了廣泛合作。

參考文獻

［1］ Coelho MA， et al。 Oncogenic RAS signaling promotes tumor immunoresistance by stabilizing PD-L1 mRNA。

Immunity.

2017；47（6）：1083-99。

［2］ Canon J， et al。 The clinical KRAS（G12C） inhibitor AMG 510 drives anti-tumour immunity。

Nature.

2019；575（7781）：217-23。

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