結(jié)直腸癌是目前世界上癌癥引發(fā)死亡的主要因素之一。據(jù)已有的報(bào)道發(fā)現(xiàn)，結(jié)直腸癌是全球第三大最常見的惡性腫瘤，預(yù)計(jì)到2030年，結(jié)直腸癌新增病例將超過220萬，癌癥死亡人數(shù)將達(dá)到110萬【1】。大約有20%的結(jié)腸癌病人在診斷時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移。雖然現(xiàn)在針對(duì)癌癥轉(zhuǎn)移治療上有所進(jìn)展，但是轉(zhuǎn)移性結(jié)腸癌病人五年存活率僅有12%-14%。免疫檢驗(yàn)點(diǎn)阻斷(Immune checkpoint blockade, ICB)對(duì)于治療多種癌癥具有一定的作用，包括黑色素瘤、非小細(xì)胞肺癌、腎細(xì)胞癌和錯(cuò)配修復(fù)缺陷疾病等等。ICB治療對(duì)于高度微衛(wèi)星不穩(wěn)定結(jié)直腸癌（in microsatellite instability-high,MSI-H, CRC）有效，而對(duì)于微衛(wèi)星穩(wěn)定的結(jié)直腸癌（microsatellite-stable ,MSS, CRC）無效，但是大部分結(jié)直腸癌為MSS型，因此針對(duì)此類患者亟需一種有效的治療策略。

在人結(jié)直腸癌中，癌基因KRAS的突變會(huì)出現(xiàn)在大約35%-50%的患者中。Kras突變的存在與惡性腫瘤的入侵性和可轉(zhuǎn)移性息息相關(guān)。Kras在正常情況能夠抑制癌癥的發(fā)生，但是在突變后，會(huì)處于持續(xù)活化的狀態(tài)，進(jìn)而引發(fā)惡性腫瘤。為了對(duì)結(jié)直腸癌進(jìn)行更好的研究，2017年，德克薩斯大學(xué)安德森癌癥中心Ronald A. DePinho研究組建立了一個(gè)小鼠的結(jié)直腸癌模型【2】。通過此小鼠模型（圖 1），可以明顯的觀察到肉眼可見的腫瘤以及腫瘤轉(zhuǎn)移后引發(fā)的病灶。

圖 1 結(jié)直腸癌小鼠模型中腫瘤產(chǎn)生以及轉(zhuǎn)移到肝臟后肉眼可見的腫瘤【2】。

利用此小鼠模型，2019年3月21日Ronald A. DePinho與Y. Alan Wang研究組在Cancer Cell發(fā)表了文章KRAS-IRF2 Axis Drives Immune Suppression and Immune Therapy Resistance in Colorectal Cancer，發(fā)現(xiàn)癌基因KRAS突變后可通過IRF2-CXCL3-CXCR2通路能夠促進(jìn)免疫抑制。

作者首先對(duì)于KRAS突變后的腫瘤細(xì)胞種類進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)KRAS突變基因表達(dá)量與髓源抑制細(xì)胞（myeloid-derived suppressor cells, MDSCs）的數(shù)量成正相關(guān)，并且會(huì)降低T-cell的細(xì)胞浸潤(rùn)性。總的來說，KRAS的突變會(huì)促進(jìn)產(chǎn)生一種免疫抑制的微環(huán)境。隨后作者們通過RNA-seq實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，KRAS突變抑制了結(jié)直腸癌細(xì)胞對(duì)于干擾素的響應(yīng)，對(duì)IFN-γ和IFN-α的響應(yīng)是KRAS突變基因表達(dá)影響最為明顯的特征。為了找出KRAS突變與IFN之間的調(diào)節(jié)機(jī)制，作者通過對(duì)于一些與KRAS突變與IFN響應(yīng)的一些核心基因進(jìn)行計(jì)算分析，建立了一個(gè)Venn圖（圖 2）。由這些數(shù)據(jù)集合找到的唯一的因子即是IRF2(Interferon regulatory factor 2), IRF2缺失與KRAS突變相互排斥。IRF2是一種轉(zhuǎn)錄因子，與IFN刺激的響應(yīng)元件、IFN共識(shí)序列和IRF元件結(jié)合。

圖 2 與KRAS突變以及IFN信號(hào)相關(guān)的核心基因的Venn圖分析發(fā)現(xiàn)IRF2是KRAS突變抑制免疫反應(yīng)的重要下游靶標(biāo)因子。

通過對(duì)于小鼠腫瘤組織的分析，發(fā)現(xiàn)在KRAS突變基因高表達(dá)的區(qū)域，IRF2表達(dá)水平很低，但是在KRAS突變基因表達(dá)水平比較低的區(qū)域，IRF2表達(dá)水平卻很高（圖3）。因此，這給了作者們一個(gè)提示，也就是說IRF2是對(duì)KRAS突變引起的免疫抑制具有調(diào)節(jié)作用。

圖 3 在同一小鼠腫瘤中， KRAS*與IRF2的免疫組化染色。可以發(fā)現(xiàn)IRF2表達(dá)與KRAS突變基因表達(dá)相斥。

通過ChIP-seq，作者發(fā)現(xiàn)IRF2結(jié)合在Cxcl3基因的啟動(dòng)子區(qū)域，CXCR2的同源受體與CXCL3通過腫瘤分泌配體的相互作用，對(duì)MDSC從骨髓向腫瘤的遷移至關(guān)重要。過表達(dá)IRF2或者是加入CXCR2的抑制劑SX-682可以明顯的降低髓源抑制細(xì)胞以及增加T細(xì)胞的浸潤(rùn)性。因此，CXCL3-CXCR2在髓源抑制細(xì)胞招募到表達(dá)KRAS突變的結(jié)直腸癌細(xì)胞微環(huán)境中發(fā)揮著重要作用，抑制CXCL3-CXCR2會(huì)抑制影響腫瘤的生長(zhǎng)和進(jìn)展，該策略給了隨后的對(duì)于腫瘤治療的可能方案提供了一個(gè)很好的思路。作者們通過建立不同的穩(wěn)定表達(dá)KRAS突變或者是KRAS突變與IRF2共同表達(dá)的細(xì)胞系，并對(duì)該兩種細(xì)胞系進(jìn)行不同的處理，發(fā)現(xiàn)IRF2過表達(dá)或CXCR2抑制劑的加入會(huì)增加KRAS突變腫瘤細(xì)胞對(duì)anti-PD -1治療的敏感性。因此，作者認(rèn)為，單一的anti-PD-1的治療方案可以通過聯(lián)用CXCR2的抑制劑來增加其抑制癌癥細(xì)胞的生長(zhǎng)，從而得到更好的治療效果。

圖 4 KRAS-IRF2與免疫抑制示意圖。

總的來說，KRAS突變會(huì)抑制IRF2的表達(dá)，從而抑制CXCL3-CXCR2軸，進(jìn)而使髓源抑制細(xì)胞增多，從而抑制免疫反應(yīng)和T細(xì)胞的浸潤(rùn)性。髓源抑制細(xì)胞作為癌癥免疫反應(yīng)的主要調(diào)節(jié)因素，靶向阻斷髓源抑制細(xì)胞被招募進(jìn)入結(jié)直腸癌細(xì)胞可能會(huì)是非常重要的治療思路。已有研究證明CXCR2抑制劑在小鼠中對(duì)前列腺癌能發(fā)揮有效的提高免疫治療的效果的作用。因此，作者建議可以將CXCR2抑制劑與免疫檢驗(yàn)點(diǎn)阻斷療法相結(jié)合，用于治療結(jié)直腸癌患者，從而提高ICB治療效率。

原文鏈接：

https:///10.1016/j.ccell.2019.02.008

制版人：珂

1. Arnold, M. et al. Global patterns and trends in colorectal cancer incidence and mortality. Gut 66, 683-691, doi:10.1136/gutjnl-2015-310912 (2017).

2. Boutin, A. T. et al. Oncogenic Kras drives invasion and maintains metastases in colorectal cancer. Genes & development 31, 370-382, doi:10.1101/gad.293449.116 (2017).