纳米脂质体 “助力” 曲妥珠单抗：突破 HER2 阳性乳腺癌耐药困境，激活抗癌免疫新防线

为解决 HER2?乳腺癌曲妥珠单抗耐药问题，空军军医大学第二附属医院的研究人员开展相关研究，发现耐药与 NK 细胞功能及 ADCC 效应有关，并制备 HER2-I-pHLip 增强疗效。推荐科研读者阅读，助力探索乳腺癌治疗新方向。

　　

在女性健康领域，乳腺癌就像一个 “大反派”，成为了最常见的恶性肿瘤，把肺癌都比了下去，占了所有女性癌症发病率的 30%。在乳腺癌患者中，大约 20 - 25% 的人存在人表皮生长因子受体 2（HER2）过表达的情况。HER2 这个 “帮凶” 会加速病情发展，让患者预后变差。

而曲妥珠单抗（trastuzumab）作为 HER2 阳性（HER2?）乳腺癌的一线治疗药物，原本是对抗病魔的 “得力武器”，它能通过两种方式对抗肿瘤：一方面，它的 Fab 片段可以识别并结合肿瘤细胞表面的 HER2，打乱 HER 蛋白二聚体的形成，抑制致癌信号通路，让癌细胞没办法疯狂增殖；另一方面，在肿瘤微环境（TME，肿瘤细胞生长的 “小环境”，里面有各种细胞和物质）中，它的 Fc 区域能和免疫细胞表面的 CD16 结合，触发抗体依赖的细胞介导的细胞毒性（ADCC）效应，招募并激活像自然杀伤（NK）细胞这样的免疫细胞，释放穿孔素和颗粒酶 B 等 “武器”，把肿瘤细胞消灭掉，其中 NK 细胞在这个过程中起着关键作用。

可让人头疼的是，很多患者在使用曲妥珠单抗治疗大约一年后就会出现耐药的情况，尤其是晚期转移性疾病患者，药物疗效大打折扣。就算联合化疗药物和帕妥珠单抗一起使用，还是有不少患者会耐药。这背后的原因，大家还没有完全搞清楚。目前的研究大多集中在药物与 HER2 的结合能力下降上，比如 HER2 受体从肿瘤细胞表面脱落等，但针对这些的新疗法效果也不太理想。

另外，肿瘤微环境在曲妥珠单抗耐药中也扮演着重要角色。虽然知道曲妥珠单抗主要通过肿瘤微环境中的 ADCC 效应发挥抗癌作用，而且术前新辅助治疗时患者对 ADCC 效应反应更好，免疫细胞浸润也更多，但 ADCC 效应在曲妥珠单抗耐药中的具体机制还不清楚，NK 细胞在肿瘤微环境中的功能和数量对 ADCC 效应以及曲妥珠单抗疗效的影响也有待研究。所以，找到增强肿瘤微环境中 NK 细胞数量和功能的方法，提高 ADCC 效应，克服曲妥珠单抗耐药，改善患者预后，就成了医学研究的当务之急。

为了解决这些难题，空军军医大学第二附属医院的研究人员在《Cellular & Molecular Immunology》期刊上发表了一篇名为 “HER2-targeted pH-sensitive nanoliposomes enhance the anti-tumor activity of trastuzumab by modulating natural killer cell infiltration and function in the tumor microenvironment” 的论文。他们发现了曲妥珠单抗耐药的新机制，还开发出一种新的治疗方法，能增强曲妥珠单抗的疗效，为 HER2?乳腺癌患者带来了新希望。

研究人员在这项研究中用到了几个 “厉害” 的技术方法：首先是单细胞测序，就像给细胞做 “基因体检”，能详细了解细胞的分子信息；还有流式细胞术，能分析 NK - 92 - CD16 细胞的细胞毒性和肿瘤浸润能力；Transwell 迁移实验可以检测 NK - 92 - CD16 细胞的迁移能力；Calcein AM 释放实验用来评估 ADCC 效应；另外还制备并表征了 HER2 靶向的免疫增强剂负载的 pH 敏感纳米脂质体（HER2 - I - pHLip），并进行了动物实验来验证疗效。

下面来看看研究人员都有哪些重要发现：

曲妥珠单抗在部分患者中的耐药机制与肿瘤细胞 HER2 表达降低无关

研究人员对 12 位接受新辅助曲妥珠单抗治疗后出现耐药的患者进行了肿瘤病理特征分析。他们把患者分成两组，一组是治疗前后 HER2 表达水平不变的，另一组是 HER2 表达水平下降的。结果发现，12 位患者中只有 2 位 HER2 表达水平有变化，占比仅 17%，而另外 10 位患者 HER2 表达没有下调，占了耐药患者的大多数。这就说明，除了肿瘤细胞表面 HER2 表达减少或功能异常外，还有其他因素在导致曲妥珠单抗耐药，看来还得继续深挖原因。

曲妥珠单抗耐药与肿瘤微环境中 NK 细胞功能抑制导致的 ADCC 效应降低有关

为了弄清楚 ADCC 效应和曲妥珠单抗耐药的关系，研究人员找了两位患者，一位对曲妥珠单抗耐药，另一位不耐药，取了他们的肿瘤组织样本进行单细胞测序。在治疗前后，他们都用免疫组化（IHC）检测了肿瘤样本中 HER2 的表达，发现 HER2 表达很稳定。通过超声检查还发现，两位患者治疗后肿瘤都变小了，但缩小程度不一样，耐药患者肿瘤缩小没达到部分缓解（PR）的标准，属于疾病稳定（SD），不耐药患者达到了 PR，但还有残留病灶。

单细胞 RNA 测序结果显示，HER2?乳腺癌组织样本的肿瘤微环境中浸润的免疫细胞密度比较低，说明肿瘤免疫微环境受到了抑制。进一步对 NK 细胞进行生物信息学分析发现，敏感肿瘤的 NK 细胞中，与 NK 细胞激活相关的基因表达更明显，像 NKG7、KLRG1 和 CD69 这些 NK 细胞活性标记物表达也更高，而且敏感肿瘤中 NK 细胞的 NF - κB、mTOR 和 Myc 信号通路是激活的，耐药肿瘤中这些通路却被抑制了。这就表明，NK 细胞在肿瘤微环境中的活性和 HER2?乳腺癌对曲妥珠单抗的敏感性密切相关，NK 细胞功能受损可能是曲妥珠单抗耐药的关键因素。

肽 TKD 通过激活 NK 细胞和增强 ADCC 效应有效提高曲妥珠单抗的抗肿瘤效果

既然发现了耐药和 NK 细胞功能的关系，研究人员就想办法增强 NK 细胞功能来提高 ADCC 效应。他们选了肽 TKD，它来自热休克蛋白 70（Hsp70）的核心序列，只有 14 个氨基酸，“身材小巧” 却能增强 NK 细胞的细胞毒性。

研究人员构建了 NK - 92 - CD16 细胞系，用流式细胞术分析发现，TKD 能激活 NK - 92 - CD16 细胞，让它们释放更多的穿孔素和颗粒酶 B。用 JIMT - 1 细胞系（一种对曲妥珠单抗耐药的 HER2?乳腺癌细胞模型）进行 Calcein AM 释放实验，结果显示，加入 TKD 激活的 NK 细胞和曲妥珠单抗后，肿瘤细胞死亡数量明显增加，ADCC 效应更强。用活细胞成像系统实时监测也发现，单独用曲妥珠单抗对 JIMT - 1 细胞的细胞毒性不明显，加入 NK - 92 - CD16 细胞后，凋亡细胞增多，再加上 TKD，死亡细胞数量更是大幅增加。这一系列实验都表明，TKD 能增强曲妥珠单抗的抗肿瘤效果。

HER2 靶向免疫增强剂负载的 pH 敏感纳米脂质体（HER2 - I - pHLip）的制备

C - X - C 基序配体 10（CXCL10/IP - 10）在 NK 细胞的动员中起着重要作用，它的截断衍生物肽 IP - 10p 虽然氨基酸序列更短，但依然能激活 CXCR3，而且分子量小，很适合作为治疗药物。

研究人员通过 Transwell 迁移实验发现，IP - 10p 能让 NK 细胞明显向它迁移，在体内实验中，注射 IP - 10p 后，NK - 92 - CD16 细胞在肿瘤中的浸润率也大大提高，免疫荧光染色也显示，肿瘤微环境中浸润的 NK 细胞增多了，这说明 IP - 10p 能有效招募 NK 细胞。

为了让 TKD 和 IP - 10p 更精准地到达肿瘤部位，研究人员设计了 HER2 - I - pHLip。这种纳米脂质体是 pH 敏感的，能负载 TKD 和 IP - 10p，还能靶向 HER2。透射电子显微镜（TEM）成像显示它结构完整、均匀，粒径在 200nm 左右，材料表征测试也证实了它的稳定性和 HER2 适配体的成功结合，而且在体内实验中，它能在 HER2?肿瘤部位大量积累，说明能成功靶向肿瘤。

HER2 - I - pHLip 增强曲妥珠单抗的抗肿瘤效果

研究人员用 JIMT - 1 乳腺癌细胞系建立了荷瘤小鼠模型，把小鼠分成四组进行不同的处理：对照组、NK - 92 - CD16 细胞加曲妥珠单抗组（NK + Tra）、NK - 92 - CD16 细胞、曲妥珠单抗、TKD 加 IP - 10p 组（NK + Tra + T + I）、NK - 92 - CD16 细胞、曲妥珠单抗加 HER2 - I - pHLip 组（NK + Tra + LPs）。

结果发现，HER2 - I - pHLip 组的抗肿瘤效果最明显，肿瘤体积曲线显示这个组肿瘤缩小得最多，肿瘤重量也是最小的。而且这个组肿瘤浸润的 NK - 92 - CD16 细胞释放穿孔素和颗粒酶 B 的能力更强，肿瘤浸润率也更高，免疫荧光染色也表明肿瘤微环境中浸润的 NK 细胞更多。这说明 HER2 - I - pHLip 能把 NK 细胞免疫增强剂精准、高效地送到 HER2?乳腺癌部位，增强肿瘤微环境中的 ADCC 效应，提高曲妥珠单抗的体内疗效。

综合这项研究，研究人员发现肿瘤微环境中 NK 细胞活性被抑制，减弱了曲妥珠单抗介导的 ADCC 效应，导致药物疗效降低。而增加 NK 细胞的数量和细胞毒性，可以增强 ADCC 效应，提高曲妥珠单抗的抗肿瘤活性。他们设计的 HER2 - I - pHLip 能靶向 HER2?乳腺癌细胞，释放免疫调节肽 TKD 和 IP - 10p，招募并激活 NK 细胞，从数量和功能两方面调节肿瘤微环境中的 NK 细胞，增强体内 ADCC 效应。

这项研究意义重大，它从肿瘤微环境的角度揭示了曲妥珠单抗耐药的新机制，为 HER2?乳腺癌的治疗提供了新方法和新思路，有望克服曲妥珠单抗耐药问题，改善患者预后。不过，研究也提出了一些有待解决的问题，比如如何把增强 ADCC 效应的方法更好地融入现有治疗方案，以及在更接近患者真实肿瘤微环境的条件下进一步研究。但不管怎么说，这项研究为 HER2?乳腺癌的治疗奠定了坚实的基础，让我们在对抗乳腺癌的道路上又前进了一大步。