靶向TROP2的抗体偶联药物联合氧化磷酸化抑制剂通过抑制PI3K-AKT-mTOR通路增强食管鳞状细胞癌凋亡的协同作用研究

《Cell Death & Disease》：A TROP2-targeting ADC synergizes with oxidative phosphorylation inhibitor to enhance apoptosis in ESCC by suppressing the PI3K-AKT-mTOR signaling pathway

本研究针对晚期食管鳞状细胞癌(ESCC)缺乏有效靶向治疗的临床难题，系统探讨了TROP2靶向抗体偶联药物(ADC) IMMU132与氧化磷酸化(OXPHOS)抑制剂IACS-010759的联合治疗方案。研究人员通过临床前模型发现，该组合疗法能显著诱导细胞凋亡、抑制肿瘤生长，其作用机制与协同抑制PI3K-AKT-mTOR信号通路密切相关。该研究为TROP2阳性ESCC患者提供了具有转化潜力的新型治疗策略。

　　

食管癌作为全球范围内高发的消化道恶性肿瘤，其病理亚型食管鳞状细胞癌(Esophageal Squamous Cell Carcinoma, ESCC)在中国尤为常见。尽管手术切除联合放化疗已成为标准治疗方案，但患者五年生存率仍低于20%，且传统疗法伴随的严重毒副作用进一步加剧了治疗困境。这种严峻的临床现状迫切要求开发更有效、更精准的治疗策略。

近年来，抗体偶联药物(Antibody-Drug Conjugate, ADC)技术的突破为肿瘤治疗带来了新希望。这类"生物导弹"能通过特异性抗体将高效细胞毒性药物精准递送至肿瘤细胞，在血液肿瘤和实体瘤治疗中展现出巨大潜力。其中，滋养层细胞表面抗原2(Trophoblast Cell Surface Antigen 2, TROP2)作为跨膜糖蛋白，在多种上皮源性肿瘤中过度表达，与肿瘤侵袭转移和不良预后密切相关。由抗TROP2抗体与SN-38（伊立替康活性代谢物）通过可裂解 linker 连接而成的ADC药物IMMU132（又称Sacituzumab Govitecan），已获批用于治疗晚期三阴性乳腺癌和尿路上皮癌，但其在ESCC中的应用价值尚待深入探索。

另一方面，肿瘤细胞代谢重编程已成为癌症研究的焦点领域。线粒体氧化磷酸化(Oxidative Phosphorylation, OXPHOS)作为细胞能量代谢的核心途径，在维持肿瘤细胞快速增殖、转移及耐药性中发挥关键作用。研究表明，某些肿瘤类型（如乳腺癌、急性髓系白血病等）特别依赖OXPHOS供能，而化疗耐药肿瘤干细胞也呈现出OXPHOS依赖特征。IACS-010759作为选择性线粒体复合物I抑制剂，能有效阻断电子传递链，抑制ATP生成，在临床前研究中显示出良好抗肿瘤活性。

那么，将靶向TROP2的ADC与OXPHOS抑制剂联合应用，能否产生协同抗肿瘤效应？这种组合策略在ESCC治疗中是否具有可行性？其潜在分子机制又如何？来自赣南医学院的研究团队在《Cell Death & Disease》上发表了最新研究成果，系统回答了这些科学问题。

研究人员首先通过免疫组化检测222例ESCC患者组织芯片，发现94.6%的样本呈TROP2阳性，其中中高强度表达占比达56.3%，证实TROP2是ESCC的潜在治疗靶点。体外实验显示，IMMU132单药对ESCC细胞系具有强效抑制作用，而IACS-010759单药仅表现中等活性。令人振奋的是，两药联合呈现显著协同效应，协同指数(ZIP score)超过10，表明存在强协同作用。

在机制探索方面，研究团队运用RNA测序(RNA-seq)技术发现联合治疗显著下调了OXPHOS相关基因表达，同时影响了PI3K-AKT-mTOR、p53、MAPK等多条信号通路。基因集富集分析(Gene Set Enrichment Analysis, GSEA)进一步证实联合治疗特异性抑制了PI3K-AKT-mTOR信号通路活性。Western blot实验验证联合治疗能降低p-AKT和p-mTOR蛋白水平，上调凋亡相关蛋白表达。

为验证临床转化价值，研究还建立了患者来源异种移植(Patient-Derived Xenograft, PDX)模型和PDX来源类器官(PDX-derived Organoid, PDXO)模型。体内实验表明，在三种TROP2阳性ESCC PDX模型中，联合治疗均显著抑制肿瘤生长，肿瘤生长抑制率(Tumor Growth Inhibition, TGI)最高达94.20%，且未引起明显肝肾功能损伤。

关键技术方法包括：通过免疫组化分析222例ESCC患者组织芯片评估TROP2表达；利用Cell Titer-Glo法和IncuCyte活细胞成像系统检测药物体外活性；采用RNA-seq和生物信息学分析探索作用机制；建立PDX和PDXO模型验证体内疗效；通过Western blot、免疫荧光等技术进行蛋白水平验证。

Profiling the expression of TROP2 in ESCC

研究人员通过对222例ESCC患者组织芯片的免疫组化分析，系统描绘了TROP2在ESCC中的表达谱。结果显示94.6%的样本呈TROP2阳性，其中中高强度表达占56.3%，证实TROP2是ESCC的潜在治疗靶点。Western blot和免疫荧光实验进一步验证TROP2在多种ESCC细胞系中高表达，为后续研究奠定基础。

IMMU and IACS alone remarkably inhibited the proliferation of ESCC cells in vitro

通过Cell Titer-Glo细胞活力检测，研究发现IMMU132单药对ESCC细胞系表现出强效剂量依赖性抑制作用，IC₅₀值在0.54-6.68 μg/mL之间。IACS-010759单药仅显示中等抑制活性。IncuCyte活细胞成像系统和ATP检测进一步证实两药单用均能抑制细胞增殖和能量代谢。

IMMU and IACS exerts synergistic effects on ESCC cells in vitro

采用协同作用分析平台SynergyFinder进行评估，发现IMMU132与IACS-010759联合使用产生强协同效应(ZIP score>10)。Edu染色、克隆形成实验和ATP检测均验证联合治疗能协同抑制细胞增殖和能量代谢，最佳协同浓度为6 μg/mL IMMU132联合6 μM IACS-010759。

IMMU synergizes with IACS to induce mitochondrial apoptosis, migration and invasion

流式细胞术显示联合治疗显著促进细胞凋亡，Transwell实验表明其协同抑制细胞迁移和侵袭。活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS)检测发现联合治疗增强氧化应激水平。Caspase-3活性和线粒体膜电位检测证实联合治疗通过线粒体途径诱导凋亡。

Combination treatment of IMMU and IACS significantly induced mitochondrial apoptosis via the PI3K-AKT-mTOR pathway

RNA-seq分析揭示联合治疗影响7132个差异表达基因，KEGG和GSEA分析显示这些基因显著富集于OXPHOS和PI3K-AKT-mTOR通路。Western blot验证联合治疗下调p-AKT和p-mTOR蛋白表达。通过mTOR基因敲低和药理学干预实验，证实抑制PI3K-AKT-mTOR通路是联合治疗的关键机制。

Combination treatment of IMMU and IACS affected unique EC-associated prognostic genes

研究还发现联合治疗调节的差异表达基因与食管癌患者预后相关，其中COL4A1、DEK等高表达基因预示不良预后，而IGFL1P1、LRRC57A-AS1等低表达基因与较好预后相关，这些基因可能成为预后生物标志物。

IMMU combined with IACS synergistically inhibited PDXOs growth of advanced ESCC

通过建立ESCC PDXO模型，研究发现联合治疗在类器官水平也表现出显著协同抑制作用，且PDXO模型成功保留了原代肿瘤的组织学特征和标志物表达模式。

Combination of IMMU and IACS cooperatively improved the anti-tumor activity in multiple advanced ESCC PDXs

在三种ESCC PDX模型中，联合治疗均显示显著抗肿瘤效果，肿瘤生长抑制率最高达94.20%。免疫组化分析显示联合治疗降低Ki-67表达，增加cleaved caspase-3水平，证实其通过抑制增殖和促进凋亡发挥抗肿瘤作用。

本研究首次系统论证了TROP2靶向ADC与OXPHOS抑制剂联合治疗ESCC的协同效应及分子机制。这种创新性的组合策略通过双重靶向表面抗原和代谢通路，有效克服单药治疗的局限性，为晚期ESCC患者提供了新的治疗选择。特别值得注意的是，研究不仅证实联合治疗的疗效，还深入阐明其通过抑制PI3K-AKT-mTOR信号通路发挥作用的分子机制，为临床应用提供了坚实的理论基础。

然而，研究也存在一定局限性。临床前模型无法完全模拟人体免疫微环境，且样本量相对有限。此外，TROP2表达异质性对治疗反应的影响仍需进一步探索。未来研究应关注联合治疗的安全性评价，并寻找预测疗效的生物标志物，推动个体化治疗的发展。

综上所述，这项研究为ESCC治疗提供了创新性的组合策略，不仅对食管癌治疗有重要启示，也为其他TROP2阳性肿瘤的治疗提供了新思路。随着精准医疗时代的到来，这种基于肿瘤生物学特性的多靶点治疗策略有望为更多癌症患者带来福音。