【肺癌研究文章集锦】肺癌耐药与免疫治疗困境破局--多维前沿靶点开辟治疗新路径

肺癌（lung cancer），也称支气管肺癌，是全球常见的癌症之一，具有高发病率和死亡率。根据癌细胞组织学，肺癌主要分为非小细胞肺癌（NSCLC）和小细胞肺癌（SCLC）两种类型。非小细胞肺癌（NSCLC）是最常见的类型，占所有肺癌的85%左右。NSCLC中约 40%为腺癌，25%至30%为鳞状细胞癌，10%至15%为大细胞癌。SCLC是一种极为恶性的癌症，与 NSCLC 相比，SCLC 通常更具侵袭性，生长速度更快。SCLC具有早转移倾向，确诊时常已发生转移，容易侵及淋巴结、脑部、肝脏等远端部位，预后差。

图1. 肺癌的组织学分类

肺癌的分子发病机制过程相当复杂且异质性，它是一个多步骤、多因素的复杂过程，其核心是一场发生在细胞内部的“通路之争”。在这场战争中，两大主角决定着细胞的命运：

当“加速器”被持续踩下，而“刹车片”又被拆除时，细胞便脱离了正常调控，走向癌变。我们如今的治疗策略（如靶向治疗），正是基于对这些分子通路的深刻理解，旨在精准地修复“刹车”或抑制“油门”，为患者带来生的希望。当然除了这两个主角色，其他因素也起到非常重要的影响，比如DNA 修复过程紊乱、生长因子和血管生成表达的增加、细胞周期调节异常、抗凋亡和促凋亡基因的突变等等……

分子靶向治疗已成为非小细胞肺癌(NSCLC)的关键治疗策略。多种受体酪氨酸激酶参与细胞生长和存活，如表皮生长因子受体(EGFR)、肝细胞生长因子受体(c-Met)、间变性大细胞淋巴瘤激酶(ALK)等，这些激酶是分子靶向治疗的重要靶点。C-ROS原癌基因1酪氨酸激酶（ROS1）、鼠类肉瘤病毒癌基因（KRAS）、鼠类肉瘤病毒癌基因同源物B1（BRAF）、间质–上皮细胞转化因子（MET）、转导重排基因（RET）等靶点治疗也是目前研究重点。以 EGFR突变作为治疗靶点，已开发出吉非替尼、厄洛替尼和奥希替尼等酪氨酸激酶抑制剂。针对ALK和ROS1基因重排的患者，开发出克唑替尼，用于治疗ALK阳性NSCLC，后续研发了包括阿来替尼、布加替尼、塞普替尼等多种针对ALK的药物，用于克服克唑替尼的耐药。此外，针对其他靶点的抑制剂也在持续研究中。

尽管分子靶向治疗策略最初有效，但由于表观遗传改变和肿瘤异质性，获得性耐药通常不可避免，这严重限制了 NSCLC的治疗效果。

面对这一严峻挑战，寻找新的作用靶点和治疗方案已成为领域内的迫切需求。我们深感荣幸，通过可靠的病毒工具与技术服务，助力多位科研伙伴在这一前沿方向取得突破。以下为大家分享部分精彩客户文献：

结果：研究团队利用TCGA中1010例NSCLC样本的基因型和APA数据，进行了全基因组apaQTL（APA相关的遗传变异）分析，识别出117,161个显著apaQTL变异，其富集于3’UTR、poly(A)信号、RBP结合区域，且独立于eQTLs（表达数量性状位点）；通过将 apaQTLs 与 NSCLC GWAS 数据整合分析，发现 apaQTLs 在 NSCLC GWAS 位点中显著富集，证明整合 apaQTLs 可提升 NSCLC 风险预测准确性。随后通过整合 apaQTLs 与 OncoArray Consortium 的 NSCLC GWAS 数据，筛选出与 NSCLC 风险显著相关的 apaQTL 变异 rs9606（位于 LYRM4 基因 3'UTR）。接着通过3’RACE、双荧光素酶报告系统、RNA pull-down和RIP等实验证明rs9606-T allele导致LYRM4转录本3’UTR缩短，从而增强LYRM4 mRNA稳定性和翻译效率。后续通过细胞表型和裸鼠成瘤实验证明LYRM4高表达可以促进NSCLC细胞增殖、迁移和肿瘤形成。最后通过Co-IP和铁死亡相关指标检测，发现LYRM4通过抑制铁死亡促进肿瘤发生，且rs9606-T allele抑制效果更强。

图2. 机制示意图

结果：研究团队首先通过对10例NSCLC患者NCIT治疗前后的肿瘤样本进行scRNA-seq分析，发现抗原呈递CAFs（apCAFs）在non-MPR患者治疗后显著富集。进一步通过DSP空间转录组技术，在6例患者组织切片中定位apCAFs，确认其在纤维化“热点”区域聚集，且与Tregs空间距离显著接近。为了验证apCAFs是否直接导致耐药，研究者构建小鼠共移植模型，将患者来源的apCAFs与肿瘤细胞一同移植至小鼠体内，结果显示：apCAFs仅在抗PD-1治疗背景下显著促进肿瘤生长，并抑制CD8+ T细胞功能，提示其是免疫治疗的“帮凶”。

接下来，研究者追问：是什么激活了apCAFs？通过体外3D培养模型（PDTF）和细胞因子筛查，发现抗PD-1治疗会刺激肿瘤微环境释放IFN-γ，进而激活apCAFs中的JAK1/2-STAT1信号通路，诱导其高表达PD-L2和MHCII类分子。进一步机制探索揭示，apCAFs通过PD-L2与Tregs表面的RGMB结合，促进一类具有强免疫抑制功能的FOXP1+ Tregs的扩增，从而压制抗肿瘤免疫响应。最后，研究者在小鼠模型和PDTF平台中证明，抗PD-1联合抗PD-L2或抗RGMB抗体治疗可显著逆转apCAFs介导的免疫治疗抵抗，恢复CD8+ T细胞的杀伤功能。

图3. 机制示意图

结果：研究者首先通过TCGA和FUSCC队列的RNA-Seq数据发现，RAC1B在LUAD肿瘤组织中显著上调，尤其在EGFR突变患者中更为明显。生存分析显示高RAC1B表达与患者不良预后相关。为了明确RAC1B是否致癌，他们在EGFR/Trp53突变型小鼠肺内分别过表达RAC1A与RAC1B，发现只有RAC1B能显著加速肿瘤生长并缩短生存期。scRNA-seq分析进一步揭示RAC1B过表达组中恶性细胞和增殖细胞比例显著增加。为了验证RAC1B的必要性，研究者使用CRISPR-Cas9系统特异性敲低RAC1B，发现其能显著抑制肿瘤发展并延长小鼠生存。在人源LUAD细胞系（如PC9、H1975）中敲低RAC1B可抑制细胞增殖并诱导凋亡。RNA-Seq和功能富集分析表明RAC1B特异性调控RTK信号通路。进一步探究其机制发现，GEF蛋白GDS1特异性结合并激活RAC1B，抑制EGFR的溶酶体降解途径，延长其半衰期并增强下游ERK信号。最后研究者在PDO和PDX模型中验证了靶向RAC1B的治疗潜力，使用Dox诱导的shRNA或LNP包载的siRNA沉默RAC1B，可显著抑制肿瘤生长，并且与奥希替尼（Osi）联合治疗显示出显著更强的抑制作用。

图4. RAC1B促癌机制及治疗策略

结果：研究者首先通过NCC队列分析发现，接受RANKL抑制剂联合免疫检查点抑制剂（RLICi）治疗的KRAS突变LUAD患者相比非RLICi组具有更长的无进展生存期和更高的持久临床缓解率。进一步通过生物信息学分析多个公共数据库（TCGA、GEO、CPTAC数据库）和IHC验证（CICAMS队列），确认KRAS突变LUAD中RANKL显著高表达，且与PD-L1低表达、CD8⁺ T细胞浸润减少显著负相关。为明确RANKL调控PD-L1的机制，研究者构建了RANKL过表达的LUAD细胞系（H358、A427、LLC），发现RANKL过表达通过激活PI3K-AKT通路抑制PD-L1表达，并通过抑制巨噬细胞趋化功能及CXCL9/10/11的分泌，削弱CD8+ T细胞招募。后续作者建立了小鼠皮下移植瘤模型（LLC和CMT167细胞），发现RLICI联合治疗显著抑制肿瘤生长，并促进CD8+ T细胞和M1巨噬细胞浸润。最后前瞻性DEMAIN试验显示：接受RLICi维持治疗的KRAS突变LUAD患者mPFS达347天，且安全性良好，未发生严重不良事件，提示RANKL可作为预测RLICi疗效的潜在生物标志物。

图5. 示意图

结果：研究团队首先通过左心室注射筛选并构建了H460BrM和PC9BrM 脑转移细胞系，并通过多组学分析发现这些细胞中GABA水平显著升高，而其降解酶ABAT表达下降。体外实验表明，外源性GABA以剂量依赖性方式增强NSCLC细胞的增殖、迁移和侵袭能力。体内左心室注射模型进一步证实，GABA处理组小鼠的脑转移发生率显著提高。机制研究发现，脑转移倾向的肿瘤细胞通过下调FOXA2抑制ABAT表达，导致GABA积累，进而激活NF-κB通路。最后通过IHC与共培养实验发现，脑转移灶周围星形胶质细胞（GFAP+）富集，GABA 可促进星形胶质细胞迁移并激活其 NLRP3 炎症小体，激活的星形胶质细胞在低营养环境下（1% FBS）更能促进肿瘤细胞增殖，而 MCC950 抑制 NLRP3 后该效应消失，证实肿瘤细胞与星形胶质细胞通过 GABA 形成正反馈 loop，构建促转移微环境。

图6. 机制示意图

结果：研究团队首先通过 cBioPortal 数据库系统分析EGFR突变型非小细胞肺癌（NSCLC）的共突变谱，筛选出 7 种高频共突变基因（失活突变：TP53、CDKN2A、RB1； 功能获得突变：NKX2-1、PIK3CA、MDM2、CDK4）。接着作者利用 Tet-on 诱导系统和 CRISPR/Cas9 技术在人 PC9-Em 和小鼠 LLC-Em 细胞中构建7种相应共突变模型。通过肿瘤细胞-免疫细胞共培养实验发现，EGFR/CDKN2A和EGFR/TP53共突变细胞对PD-1单抗治疗最为敏感，IFN-γ分泌水平显著升高，而EGFR/MDM2共突变细胞则表现出相对耐药性。进一步在小鼠模型中证实，EGFR/CDKN2A共突变肿瘤对EGFR-TKI联合PD-1抗体治疗响应最佳，肿瘤抑制率达75.1%，且CD8+ T细胞浸润明显增加。

为明确 EGFR/CDKN2A 共突变增强免疫治疗敏感性的机制，研究团队借助 TISIDB 数据库和 LUAD 蛋白质组学数据发现，CDKN2A 突变患者中 PD-L2 表达显著升高，且 CDKN2A 蛋白与 PD-L2 蛋白呈负相关，临床数据进一步显示高 PD-L2 表达的 NSCLC 患者对 PD-1 治疗响应更好。后续的机制研究表明CDKN2A缺失通过减少c-Myc的泛素化降解来上调PD-L2表达。此外，EGFR突变通过激活MAPK通路进一步增强了c-Myc和PD-L2的表达，形成协同效应。

在治疗策略方面，PD-L2阻断抗体在体外共培养实验中显著增加EGFR/CDKN2A共突变细胞的凋亡率，并促进CD8+ T细胞介导的肿瘤杀伤作用。使用CD8中和抗体后，这种效应被显著削弱，证实PD-L2阻断的作用依赖于CD8+ T细胞。最后作者筛选出一种天然小分子化合物锌十一烯酸（ZU），能有效抑制PD-L2/PD-1结合。实验表明，ZU在免疫细胞存在下选择性抑制EGFR/CDKN2A共突变肿瘤细胞，并与EGFR-TKI联用显著增强抗肿瘤效果，重塑TIME，促进CD8+ T细胞活化和浸润。

图7.机制示意图