重磅发现！曲妥珠单抗德鲁昔康（T-DXd）的独特抗癌机制与联合疗法新突破

《Nature Communications》：Effective extracellular payload release and immunomodulatory interactions govern the therapeutic effect of trastuzumab deruxtecan (T-DXd)

为探究曲妥珠单抗德鲁昔康（T-DXd）临床疗效的潜在机制及免疫激活的作用，研究人员开展了其抗肿瘤作用机制的研究。结果发现 T-DXd 在 HER2low/ 阴性乳腺癌中的疗效与 HER2 结合和内化无关，且联合 CD47 阻断可增强抗肿瘤免疫。这为优化 ADC 治疗提供了重要依据。

　　在癌症治疗领域，抗体偶联药物（ADC）的出现为攻克癌症带来了新的希望。曲妥珠单抗德鲁昔康（T-DXd）作为一种针对人表皮生长因子受体 2（HER2）的 ADC，在多种癌症治疗中展现出显著疗效，尤其在 HER2^low和 HER2^ultralow的乳腺癌治疗方面成绩突出。然而，其卓越疗效背后的确切机制以及免疫激活在其中的作用，却如同迷雾一般，困扰着科研人员和临床医生。这不仅限制了对 T-DXd 的深入理解，也阻碍了 ADC 类药物的进一步优化和拓展应用。因此，深入探究 T-DXd 的作用机制迫在眉睫。

为了揭开 T-DXd 的神秘面纱，来自杜克大学（Duke University）的研究人员开展了一系列研究。他们通过多种体外和体内模型及实验方法，深入剖析 T-DXd 的抗肿瘤作用机制，期望找到关键线索，为癌症治疗开辟新的道路。最终，他们取得了一系列重要成果，相关研究发表在《Nature Communications》上。

在研究过程中，研究人员主要运用了以下关键技术方法：一是细胞实验技术，使用多种不同 HER2 表达水平的细胞系，如 KPL4、Au565、CAPAN-1、MDA-MB-231 和 MDA-MB-468 等，通过细胞活力检测、细胞内化实验等，探究 T-DXd 对不同细胞的作用；二是动物实验技术，构建多种肿瘤小鼠模型，包括人乳腺癌异种移植模型和 HER2^Δ16转基因小鼠模型等，评估 T-DXd 在体内的治疗效果；三是质谱分析技术，利用液相色谱 - 串联质谱（LC-MS）测定肿瘤组织和血浆中 DXd 的含量，以此研究 T-DXd 的.payload 释放机制。

研究结果如下：

• T-DXd 对 HER2^low和 HER2 阴性肿瘤的细胞毒性：研究人员发现，T-DXd 在体外对 HER2^low和 HER2 阴性细胞的内化作用较弱，然而在体内却能显著抑制 HER2^low和 HER2 阴性肿瘤的生长。这表明 T-DXd 在体内的抗肿瘤效果并非依赖于 HER2 介导的内化和 “旁观者杀伤效应”，提示存在其他未知的作用机制。
• HER2 非依赖的 DXd.payload 释放机制：通过竞争实验和 LC-MS 分析，研究人员证实 T-DXd 在 HER2^low/ 阴性肿瘤中的疗效不依赖于 HER2 结合，且在 HER2 阴性肿瘤组织中也能检测到显著的 DXd 释放。进一步研究发现，组织蛋白酶 L（CTSL）可在细胞外切割 T-DXd 的连接子，促进.payload 释放，从而发挥抗肿瘤作用。在乳腺癌生物标本中，CTSL 在肿瘤和间质中均有高表达，这为 T-DXd 在 HER2^low/ 阴性乳腺癌中的疗效提供了重要解释。
• T-DXd 诱导的免疫原性肿瘤细胞死亡：研究表明，T-DXd 的.payload（DXd）能诱导更强烈的免疫原性细胞死亡（ICD），与微管抑制剂 DM1 相比，DXd 可导致更多的细胞外 ATP（eATP）、高迁移率族蛋白 B1（HMGB1）释放以及细胞表面钙网蛋白（CRT）表达增加。这些变化激活了附近的髓系抗原呈递细胞（APCs），增强了抗原呈递和促炎细胞因子及趋化因子的分泌，进而影响肿瘤特异性适应性免疫的激活。
• T-DXd 激活 FCGRs 和促进抗体依赖的细胞吞噬作用：T-DXd 和 T-DM1 均能激活 Fcγ 受体（FCGRs），促进抗体依赖的细胞吞噬作用（ADCP），且 T-DXd 处理可导致肿瘤特异性 CD8⁺T 细胞的激活和增殖显著增加。这表明 T-DXd 不仅能通过.payload 诱导 ICD，还能通过抗体部分激活免疫细胞，促进肿瘤抗原的吞噬和呈递。
• T-DXd 介导的免疫激活通路：RNA-seq 分析显示，T-DXd 处理可上调 TLR4 通路和干扰素刺激基因的表达。通过使用 TLR4 突变和 STING 基因敲除的小鼠骨髓来源巨噬细胞（BMDM）进行实验，证实 T-DXd 诱导的免疫激活依赖于 STING/IFN-I 和 TLR4 信号通路，这两条通路对于促进肿瘤特异性适应性免疫至关重要。
• T-DXd 介导的免疫激活与肿瘤 CD47 表达的关系：研究发现，DXd 处理会增加 HER2⁺乳腺癌细胞表面 CD47 的表达，而 CD47 的高表达会抑制 T-DXd 介导的 ADCP 和免疫激活。通过构建 CD47 基因敲除的细胞模型，证实敲除 CD47 可增强 T-DXd 介导的 ADCP 和免疫激活，显著提高肿瘤特异性 JEDI CD8⁺T 细胞的增殖和激活。
• CD47 阻断增强 T-DXd 的体内抗肿瘤疗效：在 HER2^Δ16转基因小鼠模型中，T-DXd 联合 CD47 阻断抗体治疗，相较于单一疗法，显著提高了治疗效果，实现了肿瘤的完全消退和小鼠生存率的提升。联合治疗增强了肿瘤特异性体液免疫反应，促进了肿瘤浸润性 CD8⁺T 细胞的浸润和激活。此外，研究还发现 CD8⁺T 细胞介导的免疫记忆在防止肿瘤复发中起着关键作用。

综合上述研究，研究人员总结出 T-DXd 具有多种协同作用的抗肿瘤机制。CTSL 在侵袭性乳腺癌中的高表达，使得 T-DXd 能够在不依赖 HER2 结合和内化的情况下，实现细胞外.payload 的靶向释放。同时，DXd.payload 可诱导强烈的免疫原性细胞死亡，激活附近的髓系免疫细胞；T-DXd 的抗体部分则通过与 FcγR 结合引发 ADCP，共同增强免疫激活和刺激肿瘤特异性 CD8⁺T 细胞的活性，发挥强大的抗肿瘤作用。此外，CD47 阻断可显著增强 T-DXd 的抗肿瘤效果，为 HER2⁺乳腺癌的治疗提供了新的联合治疗策略。

这些研究成果具有重要的意义。一方面，它们揭示了 T-DXd 的关键抗肿瘤机制，为深入理解 ADC 的作用方式提供了重要依据，有助于优化 ADC 的设计和开发，推动新一代 ADC 药物的发展；另一方面，研究发现的 CD47 阻断联合 T-DXd 治疗策略，为 HER2⁺乳腺癌的临床治疗提供了新的思路和方法，有望改善患者的治疗效果和预后。然而，研究也指出，T-DXd 治疗相关的毒性，如间质性肺病和肺炎等，可能与 CTSL 或其他组织蛋白酶有关，这为后续研究指明了方向，未来需要进一步探究这些蛋白酶在 T-DXd 治疗中的作用，以更好地优化治疗方案，提高癌症治疗的安全性和有效性。