激活素 A 在结直肠癌进展及免疫调节中的阶段性作用:潜在的晚期治疗新靶点

【字体: 时间:2025年03月13日 来源:Scientific Reports 3.8

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  研究人员针对晚期结直肠癌(CRC)治疗难题,研究激活素 A,发现其在 CRC 中作用呈阶段性,为晚期治疗提供新方向。

  结直肠癌(Colorectal Cancer,CRC)是全球范围内严重威胁人类健康的重大疾病,它在癌症相关的诊断和死亡人数中均名列前茅。尽管在筛查和治疗手段上不断取得进步,但晚期 CRC 患者的五年总生存率依旧低至 15%,尤其是在年轻人群中,CRC 的发病率正逐渐上升,且确诊时往往已处于晚期 。更为棘手的是,由于现有筛查指南不建议 45 岁以下人群进行常规筛查,导致年轻群体中晚期癌症患者数量不成比例地增长,这使得开发针对晚期 CRC 的精准治疗方案成为当务之急。
在癌症的发展进程中,转移是导致患者死亡的主要原因,超过 90% 的癌症患者因癌细胞转移而离世。免疫检查点抑制剂疗法虽在部分癌症治疗中取得了一定成效,但在 CRC 治疗方面,由于肿瘤微环境(Tumor Microenvironment,TME)的免疫抑制特性,多数患者无法从中获益。因此,寻找新的治疗靶点和分子通路对改善晚期 CRC 患者的预后至关重要。

激活素 A(Activin A)作为转化生长因子 β(Transforming Growth Factor-β,TGF-β)超家族的重要成员,在癌症的发展过程中扮演着复杂的角色。早期它具有抑制肿瘤生长的作用,但随着癌症的进展,却会促进肿瘤的转移。此前的研究发现,Activin A 与肿瘤微环境中免疫检查点蛋白的表达增加有关,且在晚期 CRC 患者血清中,Activin A 的表达显著升高,这使其成为晚期 CRC 潜在的治疗靶点。

为了深入探究 Activin A 在 CRC 中的具体作用机制,来自美国华盛顿大学医学院、英国牛津大学等研究机构的研究人员展开了相关研究,研究成果发表在《Scientific Reports》杂志上。

研究人员采用数字空间分析(Digital Spatial Profiling,DSP)技术,对 QUASAR II 临床试验中 II 期和 III 期 CRC 患者的肿瘤活检样本进行分析。该技术能够在原位对组织样本中的多种蛋白质进行定量分析,从而揭示不同阶段 CRC 组织中细胞的信号传导模式和免疫细胞的分布情况。

研究结果显示:

  1. CRC 显示出阶段特异性和激活素依赖性的信号模式:通过 DSP 分析发现,在肿瘤组织中,Activin A 阳性区域(activin (+) AOIs)相较于阴性区域(activin (-) AOIs),蛋白质表达变化更为显著,且这种效应在 III 期 CRC 中尤为明显,在 II 期样本中则不明显,表明 Activin A 在 TME 的肿瘤区室中发挥着阶段特异性的作用。
  2. 在 III 期而非 II 期 CRC 中,激活素使肿瘤细胞信号极化:通过生成火山图分析不同阶段和 Activin A 共定位情况下蛋白质表达的差异,发现 III 期 CRC 中,Activin A 阳性区域的肿瘤细胞有多种蛋白质表达显著增加,而在 II 期样本中,无论组织区室如何,Activin A 阳性和阴性区域的蛋白质表达变化均较少。这进一步证明了 Activin A 对蛋白质表达的影响具有 III 期特异性。
  3. 在 III 期而非 II 期 CRC 中,激活素刺激 PI3K 和 MAPK 激活,以及 Ki67 和 PD - 1 表达:研究人员检测了 PI3K 通路相关蛋白的表达,发现 III 期 CRC 组织样本中,Activin A 共定位与 Phospho - Tuberin、Phospho - PRAS40 等蛋白表达增加相关,同时还伴随着增殖标记物 Ki - 67 和免疫逃逸标记物 PD - 1 表达的上升,而在 II 期样本中未观察到这些变化。此外,Activin A 还能激活 MAPK 通路中的 Phospho - p44/42 MAPK ERK1/2 和 Phospho - p38 MAPK,但这些激活作用也主要在 III 期样本中出现。
  4. 在 III 期而非 II 期 CRC 中,激活素与调节性 T 细胞共定位,并与不良预后标志物增加相关:研究发现,II 期 CRC 组织样本中,细胞毒性 T 细胞标记物 CD8 在基质中的表达最高;而在 III 期 CRC 中,Activin A 阳性区域的肿瘤细胞中调节性 T 细胞标记物 CD25、FOXP3 以及不良预后标志物 CD163、FAP - α 和 PD - 1 的表达显著增加 。同时,通过对 TCGA 数据集的分析,也证实了 Activin A 表达增加与 CRC 组织样本中不良预后标志物的相关性。

综合上述研究结果,研究人员得出结论:Activin A 在 CRC 组织中的作用具有阶段特异性,它能够刺激 PI3K 通路,促进肿瘤细胞增殖和免疫抑制标志物的表达;激活 MAPK 通路,支持免疫抑制;还能调节巨噬细胞和肿瘤相关成纤维细胞(Cancer - Associated Fibroblasts,CAFs)的相互作用,从而促进肿瘤转移 。这些发现表明,Activin A 的促转移和免疫抑制作用具有阶段特异性,为晚期 CRC 的治疗提供了极具吸引力的新靶点。

在研究意义方面,该研究不仅揭示了 Activin A 在 CRC 发展过程中的复杂机制,还为晚期 CRC 的治疗提供了新的潜在方向。尽管目前针对 CRC 的治疗手段众多,但多数对患者的疗效有限,而靶向 Activin A 有望为多种类型的 CRC 患者带来新的希望,且 Activin A 抑制在人体中耐受性良好,为后续开展高收益的临床试验奠定了基础。

在技术方法上,研究人员主要采用了以下关键技术:

  1. 患者队列组织微阵列:研究样本来自 QUASAR 2 研究的患者队列,该队列包含 116 例患者样本,为研究提供了丰富的临床数据。
  2. 数字空间分析(DSP):对福尔马林固定、石蜡包埋的组织切片进行脱蜡和抗原修复后,用 56 种抗体进行染色,通过 DSP 技术对感兴趣区域(ROIs)进行选择和分析,最终对 30 例患者样本进行了 DSP 分析。
  3. 统计分析:使用线性混合模型(LMM)和 Benjamin - Hochberg 校正检验对 DSP 数据进行分析,确保研究结果的可靠性。

总的来说,这项研究为理解 CRC 的发展机制和开发新的治疗策略提供了重要依据,有望为晚期 CRC 患者带来新的曙光。

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