美國紀(jì)念斯隆·凱特琳癌癥中心Massagué等研究發(fā)現(xiàn)，干擾素基因刺激因子(STING)是休眠肺腺癌腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移過程中的重要檢查點。在休眠、覺醒、轉(zhuǎn)移階段，腫瘤細(xì)胞中的STING基因表達(dá)水平發(fā)生著“低→高→低”的轉(zhuǎn)變。依賴于NK細(xì)胞和T細(xì)胞的存在，使用STING激活劑治療可以消除患癌小鼠體內(nèi)散播的腫瘤細(xì)胞，預(yù)防腫瘤復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移。(Nature. 2023; 616:806-813.)

原發(fā)腫瘤受到攻擊時，早已有部分腫瘤細(xì)胞悄然脫落，進(jìn)入休眠狀態(tài)并開啟轉(zhuǎn)移之旅。這些休眠腫瘤細(xì)胞散落在體內(nèi)不再增殖，且可逃避自然殺傷(NK)細(xì)胞和T細(xì)胞識別，助其在轉(zhuǎn)移部位的散播以及定植。一旦從休眠中被喚醒，便會重新開始失控增殖，導(dǎo)致腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移。復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移是腫瘤患者疾病相關(guān)死亡主因。根據(jù)腫瘤類型不同，轉(zhuǎn)移常在腫瘤細(xì)胞休眠數(shù)月至數(shù)十年后發(fā)生。如診斷早期肺腺癌(Ⅰ或Ⅱ期)患者，近半數(shù)在原發(fā)腫瘤治療后數(shù)月至數(shù)年時發(fā)生轉(zhuǎn)移。深入探究這些休眠腫瘤細(xì)胞，成為破解腫瘤復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移難題的關(guān)鍵。

研究者首先分別基于人肺腺癌細(xì)胞和小鼠肺腺癌細(xì)胞，構(gòu)建了早期肺腺癌轉(zhuǎn)移小鼠模型H2087-LCC、KPad1。在這兩種小鼠模型中，肺腺癌細(xì)胞被接種至小鼠的肺部、肝臟、骨髓和腎上腺等多處不同器官。

研究者觀察到，肺腺癌細(xì)胞在這些部位處于休眠狀態(tài)，均以增殖靜止的單細(xì)胞或小細(xì)胞簇(<20個細(xì)胞)存在，很少形成較大的細(xì)胞簇，并僅有少部分小鼠發(fā)生腫瘤轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。使用抗體將小鼠體內(nèi)NK細(xì)胞、T細(xì)胞消耗殆盡后，則快速進(jìn)展為多器官轉(zhuǎn)移。提示免疫細(xì)胞限制著早期肺腺癌轉(zhuǎn)移小鼠模型體內(nèi)休眠腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移的進(jìn)展。

研究者收集了早期肺腺癌小鼠的腫瘤細(xì)胞，對一些與免疫調(diào)節(jié)相關(guān)的基因進(jìn)行篩選，以找到休眠腫瘤細(xì)胞“蘇醒”前后，表達(dá)活性差異較大的基因或相關(guān)通路。分析結(jié)果顯示，STING信號通路在休眠腫瘤細(xì)胞重新覺醒的過程中扮演重要角色，STING通路中的多個基因(STING、IFNB1、CCL5)在覺醒的腫瘤細(xì)胞中富集。

STING通路在細(xì)胞內(nèi)主要參與抗病毒和抗腫瘤免疫應(yīng)答。當(dāng)病毒感染或DNA損傷時，細(xì)胞內(nèi)的STING蛋白就會被cGAMP分子激活，進(jìn)而促進(jìn)NK細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等天然免疫細(xì)胞的活化，增強免疫反應(yīng)。目前已有STING激動劑開展與免疫治療相關(guān)的臨床試驗。

進(jìn)一步研究結(jié)果揭示，在不同轉(zhuǎn)移階段，休眠腫瘤細(xì)胞中STING基因表達(dá)水平發(fā)生著轉(zhuǎn)變。在休眠、覺醒、轉(zhuǎn)移完成階段，腫瘤細(xì)胞內(nèi)STING表達(dá)水平變化為：低→高→低?；谠缙诜蜗侔┺D(zhuǎn)移小鼠模型，以及Ⅱ期或Ⅲ期肺腺癌患者的淋巴結(jié)樣本，研究者發(fā)現(xiàn)，在休眠時期，腫瘤細(xì)胞內(nèi)STING表達(dá)水平較低。從休眠中剛被喚醒重新進(jìn)入增殖狀態(tài)時，腫瘤細(xì)胞中的STING表達(dá)水平增加，腫瘤細(xì)胞短暫暴露于免疫系統(tǒng)，更易被監(jiān)測到。而當(dāng)這些腫瘤細(xì)胞逃生生天、成功形成更大的細(xì)胞簇時，其STING表達(dá)水平再度下調(diào)，且低于原發(fā)腫瘤，并在新轉(zhuǎn)移陣地中躲避免疫系統(tǒng)的追擊。

為了更深入探討STING在腫瘤轉(zhuǎn)移中的作用，研究者利用肺腺癌小鼠進(jìn)行一系列驗證。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，敲除STING基因可提高肺腺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移活性。而STING過表達(dá)則可以幫助腫瘤細(xì)胞吸引更多來自免疫細(xì)胞的仇恨值，招募并激活NK細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞，從而抑制腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移活性。

但是，對于NK細(xì)胞、T細(xì)胞被耗竭的小鼠來說，即使激活了STING，也無法阻擋腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。也就是說，STING能號召NK細(xì)胞、T細(xì)胞來抓捕休眠腫瘤細(xì)胞，要想通過對STING做手腳來抑制腫瘤轉(zhuǎn)移，必須得有這些免疫細(xì)胞的幫助。

STING過表達(dá)促進(jìn)NK細(xì)胞、T細(xì)胞浸潤增加

研究者還發(fā)現(xiàn)，在不同轉(zhuǎn)移階段，腫瘤細(xì)胞中的STING表達(dá)水平受TGFβ因子調(diào)控。具體來看，腫瘤細(xì)胞處于休眠階段時，TGFβ因子通過抑制增強子下調(diào)STING表達(dá);腫瘤細(xì)胞安頓下來后，TGFβ因子則通過啟動子和增強子區(qū)域的DNA甲基化修飾來將STING表達(dá)水平再度回調(diào)。

不同轉(zhuǎn)移階段，TGFβ因子對腫瘤細(xì)胞中STING基因表達(dá)的調(diào)控

以上結(jié)果提示，剛結(jié)束休眠期的腫瘤細(xì)胞內(nèi)STING表達(dá)水平提升，此時會暴露于免疫監(jiān)視之下?；蚩勺プ∵@一空檔，趁休眠腫瘤細(xì)胞剛蘇醒時，借助STING激動劑將這些散落的腫瘤細(xì)胞消滅。

研究者使用STING激動劑(MSA-2)后發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，接受STING激動劑治療的早期肺腺癌轉(zhuǎn)移小鼠模型體內(nèi)，以單細(xì)胞或小細(xì)胞簇形式存在的腫瘤細(xì)胞減少，其無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移生存率和總生存率提高。提示STING激動劑的抑制轉(zhuǎn)移效果，依賴于腫瘤細(xì)胞中的STING表達(dá)活性，以及NK細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞的存在。

該研究結(jié)果揭示，STING信號通路在防止休眠腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榍忠u性腫瘤細(xì)胞的過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，使用STING激活劑治療可以減少肺腺癌小鼠體內(nèi)具有轉(zhuǎn)移活性的腫瘤細(xì)胞。提示可通過激活STING，來防止在成功治療原發(fā)性腫瘤后的癌癥復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移。研究者認(rèn)為，在轉(zhuǎn)移的早期階段使用STING激動劑可能會有更好的效果，因為此時腫瘤還沒有為自身搭建完成免疫逃避微環(huán)境，且腫瘤細(xì)胞內(nèi)的STING信號會更高。 (編譯 王宇)