CDK4/6抑制剂或可当免疫治疗的“药引子”！哈佛科学家发现，CDK4/6抑制剂竟可以促进记忆性CD...
免疫治疗最令人印象深刻的恐怕就是它的“超长待机”能力了。有一部分患者，一旦从免疫治疗中获益，这种益处就能持续存在。这部分癌症患者之所以能从免疫治疗中长期获益，很大一部分原因在于记忆性CD8 T细胞提供的长期免疫监视能力[1]。
然而，科学家和医生尽管在临床上观察到了免疫治疗带来的“超级生存曲线”，也意识到了这与记忆性CD8 T细胞有关。但是，免疫检查点抑制剂究竟是如何影响了记忆性CD8 T细胞，目前仍知之甚少。
好消息来了。
近期，由哈佛大学Dana Farber癌症研究所Stephanie K. Dougan领衔的研究团队，在著名期刊Cancer discovery上发表了一项出人意料的研究成果[2]。他们发现：治疗乳腺癌的CDK4/6抑制剂竟然可以促进记忆性CD8 T细胞的形成。
这意味着：如果在使用免疫检查点抑制剂之前使用CDK4/6抑制剂，或许可以增强免疫治疗的效果。
CDK4/6抑制剂通过调控细胞周期发挥抗癌效果，不过，有研究表明它们对抗肿瘤免疫也有深远的影响[3-6]。
例如有科学家发现，CDK4/6活性与PD-L1 表达呈现相反的关系，且CDK4/6抑制剂可以上调肿瘤细胞表面PD-L1的稳定表达[2]。
此外，还有学者在细胞水平和动物水平证实，CDK4/6抑制剂可以提高乳腺癌细胞的抗原提呈基因表达，并且增加人T细胞的活化水平，导致乳腺癌中的炎症信号增强，使肿瘤生长延迟[3]。
总的来说，以上的数据表明：CDK4/6抑制剂与免疫检查点抑制剂（如抗PD-L1单抗）联合使用，可能会有更强的抗癌效果。那么CDK4/6抑制剂与PD-1/PD-L1阻断剂联合治疗的临床实际效果如何呢？
副作用太强！
在早期和晚期激素受体阳性乳腺癌的临床试验中，研究人员已经尝试将CDK4/6抑制剂作为免疫治疗剂与PD-1阻断剂联合使用，但是由于严重的毒副作用，这些试验基本上已经停止[7]。
实践与理论相悖，这背后究竟有什么原因呢？Dougan和他的同事想解开背后的谜题。
为了确定CDK4/6抑制剂对肿瘤特异性CD8 T细胞的影响，Dougan教授团队从TRP1（黑色素瘤抗原酪氨酸酶相关蛋白1）转基因小鼠中分离了TRP1特异性CD8 T细胞，在体外用palbociclib（CDK4/6抑制剂）刺激它们，48小时后将这些细胞过继转移到接种黑色素肿瘤的小鼠身上，六天后，手术切除该侧肿瘤，再让小鼠休息30天。
为什么要小鼠休息呢？目的是让效应CD8 T细胞减少，留下记忆性CD8 T细胞！
30天后，研究人员又在小鼠另一侧构建黑色素肿瘤模型，尝试用B16肿瘤再次激发抗肿瘤免疫。他们发现，接受palbociclib处理过的CD8 T细胞组小鼠比空白对照组小鼠表现更好，完全排斥肿瘤的小鼠比例更高，而且其脾脏中TRP1highCD8 T细胞的数量更多。
在CD8 T细胞记忆期重新构建B16肿瘤后，vehicle组和预先接受palbociclib刺激的CD8 T细胞组排斥肿瘤的动物比例以及脾脏中TRP1highCD8 T细胞的比例
为了进一步确定接受palbociclib全身治疗的小鼠是否可以观察到免疫记忆增强，Dougan教授团队在给小鼠口服palbociclib 7天后，在脾脏中检测抗原特异性CD8 T细胞上IL-7RD的表达情况。他们发现，与对照组相比，palbociclib治疗组小鼠抗原特异性CD8 T细胞上IL-7RD表达水平更高。这表明记忆前体细胞水平增加。
小鼠肿瘤浸润的TRP1highCD8 T细胞的IL-7RD表达水平
由此可以得出结论：CDK4/6抑制剂可促进记忆性T细胞的形成。
这一发现引起了Dougan教授团队的极大兴趣，想要进一步探索详细机制。
于是，他们从小鼠脾脏中分离出CD8 T细胞，将这些细胞分成两组，一组用palbociclib处理，一组不用palbociclib处理，并用抗CD3/28磁珠活化48小时。
48小时后，研究人员分别给两组细胞做了RNA测序，结果发现两组细胞中差异最大的基因是Mxd4。
小鼠TRP1highCD8 T细胞在空白对照或500nM palbociclib存在下用抗CD3/28磁珠活化48小时。差异表达的转录物通过RNA测序鉴定。活化后48小时小鼠CD8 T细胞中的Mxd4在转录水平的定量PCR
Mxd4属于一个转录因子家族，与Myc的专性异二聚体伴侣Max相关[8]。Mxd4与Max的结合使Max远离Myc，并抑制Myc靶基因的转录[8]。
Dougan教授团队观察到：在CDK4/6抑制剂存在下，激活的CD8 T细胞中Myc靶基因表达明显下调，尽管Myc转录水平保持不变。
Myc转录水平不变，Myc靶基因明显下调
经过深入研究后，Dougan教授团队最终发现：在小鼠实验中，CDK4/6抑制剂是通过增加小鼠的CD8 T细胞的Mxd4，继而沉默Myc，从而导致其转向记忆潜能细胞。
那么，CDK4/6抑制剂在人类身上也会有相同的作用机制吗？
与小鼠实验相似，Dougan教授团队先从健康献血者外周血中分离出CD8 T细胞，并在空白对照或palbociclib存在下，用抗CD3/28磁珠体外活化CD8 T细胞，48小时后检测细胞的IL7RD和CD7的表达水平。
人体结果显示的结果与小鼠一致，经过palbociclib处理的CD8 T细胞增加了向记忆前体CD8 T细胞转化的的数量。
L-7RD在活化后的人CD8 T细胞中的表达
重复这个体外实验，48小时后对细胞进行进行RNA测序，相较于不加palbociclib组，加入palbociclib时激活的CD8 T细胞在基因表达水平上Mxd4是最大的差异基因。
人CD8 T细胞在空白对照或500nM palbociclib存在下用抗CD3/28珠活化48小时。差异表达的转录物通过RNA测序鉴定。活化后48小时人CD8 T细胞中的Mxd4在转录水平的定量PCR
Dougan教授团队最终得出结论：CDK4/6抑制剂是通过上调小鼠和人CD8 T细胞中的Mxd4，进而导致的Myc活性下降，从而诱导出一种记忆前体表型的CD8 T细胞。
在研究的最后，Dougan教授团队还收集了乳腺癌患者使用CDK4/6抑制剂前后的血液样本，进行更高级的单细胞测序和TCR克隆追踪，结果提示CDK4/6抑制剂可能增强癌症患者的长期保护性免疫。
考虑到Abemaciclib、palbociclib和ribociclib都能提高乳腺癌患者的总生存率，最长的生存报告数据延长到4年[9-16]。Dougan教授团队认为：总生存率的增加可能反映了适应性免疫的动态平衡，鉴于CDK4/6抑制剂与PD-1阻断剂联合使用临床试验的失败，本次研究提示CDK4/6抑制剂的最大益处可能发生在治疗早期。
也就是说，早期使用CDK4/6抑制剂建立记忆性CD8 T细胞，随后进行免疫检查点阻断，从而可能避免CDK4/6抑制剂与PD-1阻断剂同时使用时产生协同毒性。
该疗法目前正在临床试验探索中（NCT04075604），这可能在不久的将来为切除肿瘤的治疗铺平道路！
参考资料：
[1]. Dougan MD, G.; Dougan, S. K. Cancer Immunotherapy: Beyond Checkpoint Blockade. Annual Review of Cancer Biology. 2019;3(1):55-75.
[2]. Heckler M, Ali LR, Clancy-Thompson E, et al. Inhibition of CDK4/6 promotes CD8 T-cell memory formation [published online ahead of print, 2021 May 3]. Cancer Discov. 2021;candisc.1540.2020.
[3]. Zhang J, Bu X, Wang H, Zhu Y, Geng Y, Nihira NT, et al. Cyclin D-CDK4 kinase destabilizes PD-L1 via cullin 3-SPOP to control cancer immune surveillance. Nature. 2018;553(7686):91-5.
[4]. Schaer DA, Beckmann RP, Dempsey JA, Huber L, Forest A, Amaladas N, et al. The CDK4/6 Inhibitor Abemaciclib Induces a T Cell Inflamed Tumor Microenvironment and Enhances the Efficacy of PD-L1 Checkpoint Blockade. Cell Rep. 2018;22(11):2978-94.
[5]. Goel S, DeCristo MJ, Watt AC, BrinJones H, Sceneay J, Li BB, et al. CDK4/6 inhibition triggers anti-tumour immunity. Nature. 2017;548(7668):471-5.
[6]. Deng J, Wang ES, Jenkins RW, Li S, Dries R, Yates K, et al. CDK4/6 Inhibition Augments Antitumor Immunity by Enhancing T-cell Activation. Cancer Discov. 2018;8(2):216-33.
[7]. Rugo HS KP, Beck JT, Chisamore MJ, Hossain A, Chen Y, Tolaney SM. A phase Ib study of abemaciclib in combination with pembrolizumab for patients with hormone receptor positive (HR ), human epidermal growth factor receptor 2 negative (HER2-) locally advanced or metastatic breast cancer (MBC) (NCT02779751): Interim results. Journal of Clinical Oncology. 2020;38(15):1.
[8]. Conacci-Sorrell M, McFerrin L, and Eisenman RN. An overview of MYC and its interactome. Cold Spring Harb Perspect Med. 2014;4(1):a014357.
[9]. Deng J, Wang ES, Jenkins RW, Li S, Dries R, Yates K, et al. CDK4/6 Inhibition Augments Antitumor Immunity by Enhancing T-cell Activation. Cancer Discov. 2018;8(2):216-33.
[10]. Slamon DJ, Neven P, Chia S, Fasching PA, De Laurentiis M, Im SA, et al. Overall Survival with Ribociclib plus Fulvestrant in Advanced Breast Cancer. N Engl J Med. 2020;382(6):514-24.
[11]. Sledge GW, Jr., Toi M, Neven P, Sohn J, Inoue K, Pivot X, et al. MONARCH 2: Abemaciclib in Combination With Fulvestrant in Women With HR /HER2- Advanced Breast Cancer Who Had Progressed While Receiving Endocrine Therapy. J Clin Oncol. 2017;35(25):2875-84.
[12]. Goetz MP, Toi M, Campone M, Sohn J, Paluch-Shimon S, Huober J, et al. MONARCH 3: Abemaciclib As Initial Therapy for Advanced Breast Cancer. J Clin Oncol. 2017;35(32):3638-46.
[13]. Sledge GW, Jr., Toi M, Neven P, Sohn J, Inoue K, Pivot X, et al. The Effect of Abemaciclib Plus Fulvestrant on Overall Survival in Hormone Receptor-Positive, ERBB2-Negative Breast Cancer That Progressed on Endocrine Therapy-MONARCH 2: A Randomized Clinical Trial. JAMA Oncol. 2019; Sep 29;6(1):116-24.
[14]. Johnston S, Martin M, Di Leo A, Im SA, Awada A, Forrester T, et al. MONARCH 3 final PFS: a randomized study of abemaciclib as initial therapy for advanced breast cancer. NPJ Breast Cancer. 2019;5:5.
[15]. Turner NC, Slamon DJ, Ro J, Bondarenko I, Im SA, Masuda N, et al. Overall Survival with Palbociclib and Fulvestrant in Advanced Breast Cancer. N Engl J Med. 2018;379(20):1926-36.
[16]. Rugo HS KP, Beck JT, Chisamore MJ, Hossain A, Chen Y, Tolaney SM. A phase Ib study of abemaciclib in combination with pembrolizumab for patients with hormone receptor positive (HR ), human epidermal growth factor receptor 2 negative (HER2-) locally advanced or metastatic breast cancer (MBC) (NCT02779751): Interim results. Journal of Clinical Oncology. 2020;38(15):1.
责任编辑丨BioTalker