骨轉(zhuǎn)移如何讓免疫治療失靈?Osteopontin破骨細胞遠程抑制機制的關(guān)鍵啟示
論文題目:Bone metastases diminish extraosseous response to checkpoint blockade immunotherapy through osteopontin-producing osteoclasts
發(fā)表期刊:Cancer Cell
影響因子:44.264
發(fā)表時間:2025年6月
通訊作者:Qi-Jing Li(新加坡A*STAR)、賈罄竹&朱波(第三軍醫(yī)大學(xué))
研究緣起——當(dāng)骨骼成為免疫治療的“暗礁”
近幾年,免疫檢查點抑制劑(ICB)改寫了多種實體瘤的生存曲線。然而在臨床門診里,醫(yī)生們很快注意到一個現(xiàn)象:一旦患者合并骨轉(zhuǎn)移,原本有效的PD-1/PD-L1抗體常?!皢』稹薄5降资撬幬餆o法進入骨組織,還是骨轉(zhuǎn)移制造了全身性的免疫抑制?這篇刊登在Cancer Cell上的最新研究給出了連貫而扎實的答案。
作者首先利用5個癌種、總計1800余例的真實世界數(shù)據(jù)證明:與沒有骨轉(zhuǎn)移的患者相比,骨轉(zhuǎn)移人群接受ICB治療時,中位無進展生存期縮短了兩到三倍,而這一差異在化療或靶向治療隊列中并未出現(xiàn)。換言之,骨轉(zhuǎn)移對ICB療效的干擾似乎具有特異性。
研究路線——臨床發(fā)現(xiàn)如何被追蹤到分子靶點
為了驗證“骨轉(zhuǎn)移產(chǎn)生遠程免疫抑制”這一假設(shè),研究團隊建立了“皮下+骨髓內(nèi)”雙瘤小鼠模型。實驗鼠體內(nèi)同時擁有脛骨髓內(nèi)腫瘤和皮下腫瘤,后者可以用來模擬骨外病灶。給藥階段,研究者選用了Bio X Cell的InVivoPlus anti-PD-L1(clone 10F.9G2)進行多次腹腔注射,其低內(nèi)毒素、無疊氮的配方保證了免疫研究的可重復(fù)性。結(jié)果顯示,只要小鼠攜帶骨內(nèi)腫瘤,皮下腫瘤即刻對PD-L1抗體喪失敏感性。
到底是誰在骨里暗中“策反”了全身免疫?血清蛋白質(zhì)組學(xué)鎖定骨橋蛋白Osteopontin(OPN)為最-顯著升高的因子。進一步的體外培養(yǎng)發(fā)現(xiàn),腫瘤“重編程”的破骨細胞大量分泌Osteopontin。當(dāng)研究者使用Bio X Cell的中和抗體InVivoMAb anti-OPN(clone MPIIIB10)或是在破骨細胞中特異性敲除Spp1(OPN 基因)時,遠端皮下腫瘤對ICB的響應(yīng)被成功恢復(fù)。與此同時,RANKL抗體(Bio X Cell InVivoMAb anti-RANKL,clone IK22/5)或臨床已上市的Denosumab同樣可以阻斷破骨細胞活化,印證了RANKL–破骨細胞–OPN這條軸線是導(dǎo)致免疫耐藥的上游事件。
單細胞轉(zhuǎn)錄組與TCR譜系配對測序進一步揭示機制:在高OPN環(huán)境下,維持抗腫瘤火力的TCF1? Tpex細胞出現(xiàn)銳減,并迅速滑向衰竭型Tex亞群。而當(dāng)OPN被中和或破骨細胞功能受到抑制后,Tpex庫重新充盈,PD-L1抗體的抑瘤效果同步恢復(fù)。由此,一條從骨內(nèi)腫瘤出發(fā)、經(jīng)血循環(huán)、最終影響遠端腫瘤免疫微環(huán)境的信號通路被完整串聯(lián)起來。
實驗方法——臨床數(shù)據(jù)與多維模型的“接力跑”
為了從臨床現(xiàn)象追溯到分子靶點,研究團隊設(shè)計了一條環(huán)環(huán)相扣的技術(shù)路線:
1. 真實世界數(shù)據(jù)驗證
研究者整合了肺癌、乳腺癌、前列腺癌、腎癌和黑色素瘤5個ICB隊列(共1800余例),比較骨轉(zhuǎn)移與非骨轉(zhuǎn)移患者的無進展生存期(PFS)與客觀緩解率(ORR)。同時,選取匹配人群接受化療或靶向治療作為對照,以排除治療方式本身造成的偏差。
2. 動物模型構(gòu)建
在C57BL/6小鼠體內(nèi)同時植入脛骨髓內(nèi)腫瘤與皮下腫瘤,模擬“骨內(nèi)+骨外”雙灶。PD-L1功能阻斷使用Bio X Cell的InVivoPlus anti-PD-L1(clone 10F.9G2),每周腹腔注射。為了追蹤骨轉(zhuǎn)移對遠端腫瘤的影響,小鼠接受連續(xù)活體熒光成像與體積測量。
3. 血清蛋白質(zhì)組與因子篩選
在動物模型及患者血樣中進行無標(biāo)記質(zhì)譜,用火山圖篩選顯著上調(diào)蛋白。Osteopontin以最高倍數(shù)差異入選候選靶點。隨后,研究者建立體外破骨細胞分化體系,采用腫瘤條件培養(yǎng)基刺激,實時定量PCR與ELISA 雙管齊下測定Spp1表達。
4. 功能與因果驗證
為確認OPN的必要性和充分性,團隊采用兩條平行策略:
中和抗體:使用Bio X Cell InVivoMAb anti-OPN(clone MPIIIB10)在腫瘤負荷小鼠體內(nèi)持續(xù)給藥;
條件敲除:構(gòu)建Ctsk-Cre::Spp1^fl/fl小鼠,特異性剔除破骨細胞中的OPN。此外,為阻斷破骨細胞活化,上游采用了Bio X Cell InVivoMAb anti-RANKL(clone IK22/5)及臨床等價物Denosumab。各干預(yù)組均在ICB基礎(chǔ)上聯(lián)合給藥,以評估療效恢復(fù)幅度。
5. 單細胞組學(xué)與 TCR 追蹤
腫瘤組織進行scRNA-seq與scTCR-seq。研究者聚焦TCF1?的“先導(dǎo)耗竭型”CD8? Tpex細胞,對比干預(yù)前后細胞譜系轉(zhuǎn)化與克隆擴增,并通過流式細胞術(shù)與免疫熒光驗證IFN-γ、TNF-α等效應(yīng)因子表達水平。
6. 回顧性聯(lián)合治療評估
最后,作者回溯150例接受Denosumab+ICB的骨轉(zhuǎn)移患者,對比雙膦酸鹽+ICB組的影像學(xué)緩解及PFS,同時監(jiān)測血清OPN動態(tài),驗證動物數(shù)據(jù)在真實世界中的可遷移性。
研究結(jié)論——一條可被“截斷”的遠程免疫剎車
綜合動物實驗、單細胞組學(xué)以及回顧性臨床分析,論文得出了三點關(guān)鍵結(jié)論:
1. 骨轉(zhuǎn)移會系統(tǒng)性削弱ICB療效,其機制并非藥物分布受限,而是免疫學(xué)層面的遠程抑制。
2. 破骨細胞分泌的Osteopontin是核心介質(zhì)。一旦阻斷OPN或阻斷RANKL激活鏈條,全身范圍內(nèi)的ICB耐藥即可被逆轉(zhuǎn)。
3. 循環(huán)OPN可作為預(yù)測ICB療效的生物標(biāo)志物。在真實世界隊列中,血清OPN水平越高,患者對ICB的客觀緩解率越低;而Denosumab降低OPN后,患者預(yù)后得到顯著改善
研究意義——從骨髓生態(tài)學(xué)到聯(lián)合療法新思路
這項工作把骨骼從傳統(tǒng)意義上的“轉(zhuǎn)移靶器官”上升為“全身免疫調(diào)控樞紐”。它提示我們,治療晚期癌癥時若忽視骨—免疫—腫瘤的三邊互動,可能低估了耐藥的復(fù)雜性。更重要的是,本研究給出了一種可執(zhí)行的解題策略:利用Denosumab或針對OPN/RANKL的中和抗體與PD-1/PD-L1抗體聯(lián)合,有望讓骨轉(zhuǎn)移患者迎來第二次治愈機會。隨著多中心前瞻性試驗的推進,OPN或?qū)⒊蔀榕R床上“既是靶點,也是標(biāo)志物”的雙重角色分子。
Bio X Cell體內(nèi)級抗體的科研價值
從PD-L1功能驗證,到RANKL阻斷,再到OPN因果性測試,Bio X Cell三支抗體貫穿了整條證據(jù)鏈。超低內(nèi)毒素、無疊氮的即用型制劑不僅保證了動物實驗的安全性和一致性,也讓來自不同實驗室的數(shù)據(jù)可以無縫對接。難怪PD-L1 clone 10F.9G2一支抗體就在PubMed被引用超過一千次;而RANKL與OPN抗體的應(yīng)用也正迅速擴散到骨—免疫交叉研究的更多新靶點。對想要深耕免疫耐藥機制、并尋求快速驗證假說的科研團隊而言,Bio X Cell或?qū)⒊蔀椴?可或-缺的“實驗語言”。
Bio X Cell,賦能每一次科學(xué)探索。
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