Phosphoinositide 3-kinase δ（PI3Kδ）在淋巴细胞中起关键作用，靶向该PI3K的抑制剂已被批准用于治疗B细胞恶性肿瘤。尽管对实体瘤小鼠模型的研究表明，PI3Kδ抑制剂（PI3Kδi）可以诱导抗肿瘤免疫，但其对人类实体瘤的影响仍不清楚。
2022年5月4日，美国拉霍亚免疫学研究所Pandurangan Vijayanand、Christian H. Ottensmeier等研究人员在Nature 上发表了一篇题为 Intermittent PI3Kδ inhibition sustains anti-tumour immunity and curbs irAEs 的文章。该研究在一项新辅助、双盲、安慰剂对照的随机 II 期试验中评估了 PI3Kδi AMG319对人类头颈癌患者的影响，发现PI3Kδ 抑制剂减少了肿瘤浸润调节性T（Treg）细胞的数量，并增强了肿瘤浸润性 T 细胞的细胞毒性潜力，对Treg细胞有全身性影响。另外，在小鼠模型中，PI3Kδi也减少了Treg细胞的数量并引起结肠炎。单细胞RNA测序分析显示，PI3Kδi驱动组织驻留结肠ST2 Treg细胞丢失，并伴有致病性TH17和TC17细胞扩增，这可能产生毒性，而间歇给药不会在结肠组织中诱导致病性 T 细胞，从而减小毒性。
01 PI3Kδ抑制导致irAEs
为了评估PI3Kδi作为人类实体瘤免疫治疗剂的潜力，研究人员在一项新辅助、双盲、安慰剂对照的随机II期试验中，将PI3Kδi AMG319用于未接受过治疗的头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）患者。试验发现有六分之三的患者出现导致停止治疗的免疫相关性毒副反应（irAEs）；甚至一名患者在完成 24 次每日剂量的AMG319后出现了 4 级结肠炎。最普遍的irAEs是皮疹、腹泻和转氨酶升高，这与治疗介导的Treg细胞或多个组织中Treg细胞功能丧失导致的免疫病理学一致。
02 PI3Kδ 抑制导致肿瘤微环境的改变
对治疗前后肿瘤样本的RNA-seq分析显示，AMG319治疗组存在显著差异，但安慰剂组没有差异。由于 PI3Kδ 抑制导致肿瘤样本中FOXP3转录水平显着降低，研究人员通过免疫组化评估了肿瘤组织中的 Treg 细胞水平，发现仅在治疗后肿瘤内Treg细胞显著减少（PI3Kδi短间隔），这意味着一旦治疗停止，Treg细胞水平会迅速恢复正常。另外对分选的肿瘤浸润性CD8+ T细胞进行RNA-seq 分析显示，PI3Kδi治疗后肿瘤浸润性CD8+ T细胞的细胞毒性潜力增强（相关基因表达提高）。研究人员进一步通过单细胞RNA-seq（scRNA-seq）分析证实了这些结果。这些结果表明PI3Kδ 抑制会导致肿瘤微环境（TME）发生深刻变化，其特征是CD4+和CD8+ T细胞活化增强、寡克隆 T 细胞扩增和细胞溶解活性增加，与肿瘤内Treg细胞减少一致，使 T 细胞活化并导致剂量限制性毒性的快速发作。
03 PI3Kδi可能通过影响特异性Treg细胞亚群调控结肠炎的发生
由于胃肠道毒性是接受PI3Kδi患者的主要 irAEs 之一，研究人员怀疑结肠组织中存在的Treg细胞可能对PI3Kδi特别敏感，于是通过单细胞转录组测序（scRNA-seq）对来自PI3Kδi 和安慰剂处理的黑色素瘤小鼠的肿瘤、脾脏（淋巴器官）和结肠组织中分离的Treg细胞进行了分析。结果表明，Treg细胞具有很大的异质性和组织依赖性适应：PI3Kδi和安慰剂治疗之间的结肠Treg细胞表现出最明显的差异，而脾和肿瘤Treg细胞表现出的差异较小。
在PI3Kδi处理的小鼠中，结肠Treg亚群8被耗尽，但在对照治疗的小鼠中显示出显著的克隆扩增——类似于组织驻留ST2 Treg细胞（对于防止慢性炎症和促进组织修复至关重要的细胞类群），验证发现结肠Treg亚群0和8的确存在ST2 Treg 细胞特征表型。联合RNA速率分析发现，PI3Kδ抑制阻止了细胞分化为ST2 Treg细胞，而将发育转移到缺乏与抑制能力相关的Treg细胞亚群上，这指出了结肠炎发作的可能机制。总之，这些发现表明某些结肠Treg亚群对PI3Kδi敏感性的升高，这可能与PI3Kδi治疗患者中观察到的结肠炎高发病率有关。
04 PI3Kδ抑制加重结肠炎
为了更详细地探讨PI3Kδ抑制与胃肠道毒性之间的联系，研究人员使用了硫酸葡聚糖钠诱导的急性结肠炎模型。研究发现与安慰剂治疗的小鼠相比，PI3Kδi治疗的小鼠表现出加速和恶化的疾病表型。通过不同的给药方案试验发现所有治疗条件都会导致肿瘤生长减少，表明免疫抑制性TME的短暂中断推动了抗肿瘤免疫；而且只有连续给药才会导致结肠组织中CD8+ T细胞浸润增加和Treg细胞水平降低，表明间歇给药方案也可能降低人类的irAEs。
05 间歇给药可抑制毒性
为了确定特定的 T 细胞亚群是否驱动PI3Kδ抑制的免疫病理学，研究人员在不同的治疗方案中对结肠CD8+和CD4+ T细胞进行了scRNA-seq，鉴定到了富含IL-17转录本的TC17和TH17亚群，它们呈现剂量依赖性富集，约占连续给药方案中所有细胞的50%，而在其他处理条件下几乎完全不存在，而产生IL-17的细胞已被证明会引起结肠炎。此外，IL-17+亚群细胞在CD8+和CD4+T细胞中表现出显著的细胞和克隆型重叠，这可能有助于它们的快速扩增。相反固有CD8+ T 细胞呈现剂量依赖性减少，与控制炎症和结肠炎的发作有关。
结论和意义
本文的研究结果为PI3Kδ抑制后最终导致irAEs的连锁反应提供了解释，即表达IL10的ST2 Treg细胞对PI3Kδ抑制高度敏感，导致其丰度降低，从而通过引起致病性TH17和TC17细胞的快速扩增来破坏肠道稳态，这些细胞与固有的CD8+ T细胞的减少一起引起结肠炎。此外，间歇性PI3Kδi给药提供了将抗肿瘤作用与irAEs脱钩的方法，为在后续临床试验中测试这一概念提供了充分的理由。本研究结果也为进一步探索PI3Kδ抑制剂作为实体瘤中的免疫调节剂奠定了基础。
参考文献：
Eschweiler S, Ramírez-Suástegui C, Li Y, King E, Chudley L, Thomas J, Wood O, von Witzleben A, Jeffrey D, McCann K, Simon H, Mondal M, Wang A, Dicker M, Lopez-Guadamillas E, Chou TF, Dobbs NA, Essame L, Acton G, Kelly F, Halbert G, Sacco JJ, Schache AG, Shaw R, McCaul JA, Paterson C, Davies JH, Brennan PA, Singh RP, Loadman PM, Wilson W, Hackshaw A, Seumois G, Okkenhaug K, Thomas GJ, Jones TM, Ay F, Friberg G, Kronenberg M, Vanhaesebroeck B, Vijayanand P, Ottensmeier CH. Intermittent PI3Kδ inhibition sustains anti-tumour immunity and curbs irAEs. Nature. 2022 May;605(7911):741-746. doi: 10.1038/s41586-022-04685-2. Epub 2022 May 4. PMID: 35508656; PMCID: PMC9132770.
网友评论