葉招明教授團隊揭示骨肉瘤通過氨基酸代謝導致免疫逃逸的新機制

骨肉瘤是最常見的原發惡性骨腫瘤，化療是骨肉瘤治療的重要手段。固有和適應性抗腫瘤免疫反應是化療發揮抗腫瘤效果的核心機制之一。然而，腫瘤微環境也會幫助腫瘤細胞逃避化療誘導的抗腫瘤免疫反應。因此，為了進一步提高化療及化療聯合免疫治療的效果，研究骨肉瘤在化療作用下的免疫逃避機制至關重要。

近日，浙江大學醫學院附屬第二醫院骨科、浙江大學骨科研究所葉招明課題組在Nature Communications雜志在線發表了題為 Metabolic control of CD47 expression through LAT2-mediated amino acid uptake promotes tumor immune evasion 的研究論文，揭示了化療促進巨噬細胞分泌IL-18，提高骨肉瘤免疫檢查點CD47的表達，從而促進腫瘤細胞的免疫逃逸。在機制上，IL-18促進骨肉瘤表達氨基酸轉運體LAT2。高表達LAT2的腫瘤細胞通過增強的谷氨酰胺和亮氨酸的攝取和mTORC1-c-Myc通路的活性提高CD47表達。

CD47是表達在腫瘤細胞表面的巨噬細胞免疫檢查點，通過與巨噬細胞表面的SIRPα結合， 抑制巨噬細胞對腫瘤的吞噬作用，導致免疫逃逸。研究人員通過比較81對化療前后配對的骨肉瘤標本，發現新輔助化療提高了骨肉瘤CD47的表達，并通過小鼠實驗驗證了這個結論。接下來通過骨肉瘤臨床樣本（GEO）的分析發現，CD47的表達與M1巨噬細胞呈正相關。隨后研究人員通過實驗證實了化療后腫瘤CD47表達的提高依賴于巨噬細胞的激活（M1極化）。并且化療后的巨噬細胞上清液可以促進腫瘤細胞表達CD47，抑制巨噬細胞對腫瘤細胞的吞噬。

進一步對骨肉瘤臨床樣本（GEO）的GSEA分析發現，骨肉瘤CD47的表達與KEGG “細胞因子-細胞因子受體通路” 相關。研究人員通過細胞因子芯片從巨噬細胞上清液中篩選出IL-18這一調控CD47表達的關鍵因子。在骨肉瘤臨床樣本（GEO、TARGET數據庫以及浙二骨科）中，IL-18主要由腫瘤相關巨噬細胞分泌，且與CD47的表達呈高度正相關。

在分子機制方面，IL-18上調了L -氨基酸轉運蛋白2 (LAT2) 在腫瘤細胞中的表達，這使腫瘤細胞顯著提高了對谷氨酰胺和亮氨酸的攝取，進而激活mTORC1和c- myc介導的CD47轉錄，導致腫瘤抵抗巨噬細胞的吞噬作用。LAT2阻斷能下調腫瘤細胞的CD47表達，增強巨噬細胞對腫瘤的浸潤和吞噬，使骨肉瘤對化療更加敏感。臨床樣本分析發現LAT2的提高與骨肉瘤患者的不良預后相關。這些發現揭示了巨噬細胞與腫瘤細胞之間的相互作用在腫瘤免疫逃避中起著至關重要的作用，并強調了通過干預LAT2介導的氨基酸轉運來改善癌癥治療的可能性。

另外，已發表的臨床試驗表明，雖然CD47是有治療前景的免疫檢查點，貧血等血液系統不良反應嚴重阻礙了CD47抗體的臨床應用，而CD47的小分子抑制劑可能可以有效避免此類不良反應。此研究發現LAT2小分子抑制劑，如BCH，可抑制CD47表達，達到與CD47抗體相似的治療效果，具有較高的安全性。

綜上所述，本研究從臨床需求出發，揭示骨肉瘤抵抗化療誘導抗腫瘤免疫反應的免疫代謝機制，并提出抗CD47治療能削弱化療后腫瘤的免疫抑制微環境，對化療具有增敏作用，為后續的臨床轉化提供了理論依據。

葉招明團隊長期致力于骨與軟組織腫瘤的免疫研究。附部分研究成果：揭示普通型軟骨肉瘤的免疫獲益人群及機制（Clinical Cancer Research，2021）；揭示骨肉瘤通過表觀遺傳途徑促進轉移并抑制T細胞浸潤（Cancer research，2018）。