靶向胞苷脱氨酶重编程胰腺癌肿瘤微环境：揭示 P2Y6受体的关键作用

为解决免疫疗法对胰腺癌疗效不佳问题，研究人员针对胞苷脱氨酶开展研究，发现其可克服免疫治疗耐药性。

　　免疫疗法，如免疫检查点抑制剂（ICI）、抗癌疫苗和过继性 T 细胞转移，给癌症患者带来了新的希望。然而，现实却很残酷，对于大多数错配修复 proficient 的结直肠癌和胰腺导管腺癌（PDAC）患者来说，ICI 并没有展现出明显的治疗效果。PDAC 是一种极具侵袭性和致命性的癌症，5 年生存率仅为 9%，预计到 2030 年其发病率将翻倍，成为癌症相关死亡的第二大原因。由于大多数患者确诊时已处于晚期，伴有局部扩散和 / 或远处器官转移，手术复发率高，使得现有的治疗手段效果不佳。肿瘤代谢不仅能增强免疫耐受，还会阻碍免疫细胞的功能，因此，开发针对不可切除恶性肿瘤或预防复发的治疗方法迫在眉睫。

在此背景下，来自埃及开罗艾资哈尔大学（Al-Azhar University）药学院药理学和毒理学系的研究人员开展了相关研究，研究成果发表在《Purinergic Signalling》杂志上。

为了探究参与免疫疗法耐药的代谢基因，研究人员首先进行了一项荟萃分析。他们对小鼠 RNA 测序数据集，以及公开可获取的对 ICI（如抗 CTLA-4 和抗 PD-1）有反应和耐药的肿瘤预处理转录组数据集进行分析，在众多代谢基因中，胞苷脱氨酶（CDA）脱颖而出，被列为最有可能的关键基因。CDA 是一种能将胞苷水解脱氨生成尿苷和脱氧尿苷的酶，以往研究发现它在癌症治疗中与化疗耐药有关，但它在维持细胞外核苷酸池和免疫疗法耐药方面的作用却鲜为人知。

研究人员发现，与正常组织相比，CDA 在结肠、胃、食管恶性肿瘤以及胰腺肿瘤中的表达显著升高，且主要在癌细胞和内皮细胞中表达，在巨噬细胞中表达极少。这表明 CDA 的上调可能会损害免疫疗法的效果和抗肿瘤反应。

在对 PDAC 患者的研究中，发现免疫抑制与 CDA 表达相关。研究选取的 PDAC 肿瘤具有低免疫原性和高免疫抑制性，CDA 表达与 CD206 免疫抑制百分比或肿瘤边界和中心的 CD68⁺肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）浸润相关。低 CDA 表达与较低的总 TAMs 和 CD206⁺ TAMs 相关，但 CD8⁺ T 细胞浸润较高；而 CDA^high的 PDAC 肿瘤中心 CD8⁺ T 细胞浸润明显减少 ，这意味着 CDA 上调在塑造 PDAC 和其他肿瘤的免疫抑制微环境中可能起着关键作用。

为进一步探究 CDA 表达与 ICI 耐药的关系，研究人员使用了两种小鼠 PDAC 肿瘤移植模型 —— 正交 KPC 肿瘤和皮下 Panc02 肿瘤。利用 CRISPR-Cas9 技术对小鼠胰腺癌细胞系中的 CDA 进行基因靶向。结果显示，与耐药对照组（sgNT）肿瘤相比，靶向 Panc02 细胞中的 CDA 可抑制肿瘤生长、减轻肿瘤重量，且在抗 PD-1 治疗后肿瘤完全消退。在携带 KPC FC1245 肿瘤的小鼠中，基因抑制 CDA 后，抗 PD-1 治疗显著提高了小鼠的生存率，证实了靶向 CDA 可克服抗 PD-1 耐药性。此外，研究人员还通过重新表达 CDA，发现肿瘤重量和肠系膜淋巴结转移恢复到对照组水平，表明 CDA 重新表达可恢复抗 PD-1 耐药性。

研究人员还使用了 CDA 抑制剂西他唑苷（CDZ）进行实验，发现联合 CDZ 和抗 PD-1 治疗可减少肠系膜淋巴结转移、终末期肿瘤重量和肿瘤生长，进一步证实了无论是基因层面还是药物层面抑制 CDA，都能克服 PDAC 模型中的免疫疗法耐药性。

靶向 CDA 不仅能克服免疫疗法耐药性，还能改变肿瘤微环境（TME），使 T 细胞能够对抗 PD-1 产生反应。在未处理的组织中，肿瘤中心缺乏 CD8⁺ T 淋巴细胞，而靶向 CDA 的肿瘤中 CD8⁺ T 细胞浸润增加，CD4⁺ T 细胞浸润不受影响，但 CD206⁺巨噬细胞浸润减少，打破了免疫抑制，使 T 细胞能够对免疫治疗产生反应。通过对多种肿瘤类型的荟萃分析发现，CDA 诱导会导致癌细胞对 PD-1 产生耐药性，而抑制 CDA 可使抗 PD-1 耐药的原位 YUMM1.7 黑色素瘤细胞系肿瘤生长减缓，CD8⁺ T 细胞激活增加。在对 PD-1 有反应的结直肠癌模型 MC38 中过表达 CDA，会导致肿瘤侵袭性增强，对抗 PD-1 治疗产生耐药性，这表明 CDA 活性增加会导致 PDAC、黑色素瘤和结直肠癌细胞对 PD-1 产生耐药性。

巨噬细胞和 CD8⁺ T 淋巴细胞在靶向 CDA 的细胞中也发挥着重要作用。减少接受抗 PD-1 治疗的 sgNT 和 sgCda 肿瘤小鼠中的 CD8⁺ T 细胞数量后发现，CDA 缺失的癌细胞失去了吸引巨噬细胞并维持其免疫抑制表型的能力，CDA 减少使肿瘤对免疫疗法更敏感，可能是因为克服了免疫抑制性 TAMs，使其转变为免疫刺激性表型。

研究还发现，癌细胞利用 CDA 介导的嘧啶补救途径产生富含 UDP（和 UTP）的 TME。CDA 催化胞苷生成尿苷，当给予超生理量的胞苷时，靶向 CDA 的细胞内胞苷水平升高，尿苷水平下降，尿嘧啶核苷酸（UMP、UDP 和 UTP）合成减少。癌细胞释放的 UTP 和 UDP 可能是 CDA 依赖性抗 PD-1 治疗耐药的决定因素。广泛表达于多种细胞中的外核苷酸酶会将释放到细胞外的 UTP 去磷酸化为 UDP。P₂Y₆受体可被 UDP 激活，在巨噬细胞中高表达。癌细胞通过释放 UDP（和 UTP 衍生的 UDP）招募表达 P₂Y₆受体的巨噬细胞，并维持其免疫抑制功能。在 P2ry6ΔMy 小鼠中，抗 PD-1 治疗可减少原位 KPC FC1245 肿瘤面积，表明巨噬细胞中的 P₂Y₆受体是 ICI 耐药的关键调节因子，激活 TAMs 中的 P₂Y₆受体可促进免疫抑制。

综上所述，该研究揭示了癌细胞利用 CDA 介导的途径产生富含 UDP（和 UTP）的 TME，通过促进表达 P₂Y₆受体的 TAMs 浸润和免疫抑制特性，抑制 CD8⁺ T 细胞的招募和激活。这为改善 PDAC 和其他癌症类型的免疫疗法提供了有力证据，有望为癌症治疗开辟新的方向。

研究人员开展这项研究主要运用了以下关键技术方法：一是荟萃分析，整合小鼠 RNA 测序数据集和公开的肿瘤转录组数据集，筛选关键代谢基因；二是 CRISPR-Cas9 基因编辑技术，对小鼠胰腺癌细胞系中的 CDA 进行基因靶向操作；三是构建小鼠 PDAC 肿瘤移植模型，包括正交 KPC 肿瘤和皮下 Panc02 肿瘤模型，用于研究 CDA 表达与 ICI 耐药的关系 。