来源：免疫细胞研究bioworld 作者：Doc. Zhu
针对MEK-ERK1/2通路或免疫检查点的药物已成为有效的治疗方式显著提高了III期和IV期黑色素瘤患者的无进展生存期和总体生存期。大多数BRAFV600E/k突变型黑素瘤患者在联合BRAF和MEK抑制剂(BRAFi+MEKi)治疗后肿瘤缩小，靶向治疗的有效率很高。靶向治疗的局限性在于肿瘤经常在13个月内复发。获得性耐药通常是由于MEK-ERK1/2通路的重新激活，其机制包括NRAS突变、BRAF拷贝数增加和异常的BRAF拼接。
已知BRAFi和/或MEKi可诱导抗肿瘤免疫反应。BRAFi增加MHC表达，诱导CD4+和CD8+T细胞依赖性抗肿瘤免疫。此外，MEKi通过破坏T细胞受体(TCR)介导肿瘤抗原特异性T细胞的凋亡来提高抗癌T细胞的反应。通常，BRAFi和/或MEKi的疗效与肿瘤的T细胞浸润相关，而瘤内CD8+T细胞和肿瘤相关巨噬细胞浸润的丢失与转移性黑色素瘤的获得性耐药相关。但是目前，靶向抑制剂影响肿瘤相关T细胞表型和功能的机制还不完全清楚。此外，BRAFi+ MEKi介导的肿瘤细胞死亡与肿瘤免疫环境改变之间的功能关系还有待进一步阐明。
BRAFi和/或MEKi可导致BRAFV600E/k突变型黑素瘤细胞程序性死亡。机制上，MEK-ERK1/2信号的抑制可诱导BIM-EL和BMF介导的线粒体去极化，导致细胞色素C的释放和caspase-3的激活。最近的研究表明，固有的凋亡途径与一种称为焦亡的独特的细胞死亡形式相交叉，这种细胞死亡是由gasdermin介导的，并涉及基于孔的免疫刺激因子的释放。前期已证明caspase-3切割通过诱导gasdermin E (GSDME，或DFNA5)的切割而导致焦亡并引起胞膜孔的形成。这种孔的形成导致了免疫刺激物的释放，包括HMGB1，它能够诱导树突状细胞(DC)的激活，进而促进抗肿瘤T细胞的活性。切割的GSDME也能通过线粒体正向反馈到内在的凋亡通路。最近的证据表明MEKi诱导肺癌细胞系的GSDME切割，然而，这些影响如何有助于抗肿瘤免疫反应仍不清楚。我们假设靶向抑制剂介导的焦亡作用导致BRAF突变型黑色素瘤的抗肿瘤免疫反应的激活。
2020年2月，美国Thomas Jefferson大学的Dan A Erkes 课题组在Cancer Discovery（IF:26.37）杂志上发表题为“Mutant BRAF and MEK Inhibitors Regulate the Tumor Immune Microenvironment via Pyroptosis”的研究论文[1]。该项研究提出了一种新的机制，将BRAFi+MEKi诱导的焦亡与免疫反应联系起来，为靶向治疗难治性黑色素瘤提供了新的治疗方案。
首先为确定免疫系统在BRAFi+MEKi治疗效果中的作用，研究人员比较了D4M3.A和YUMM1.7细胞接种的Braf V600E小鼠黑色素瘤的肿瘤反应。BRAFi+MEKi治疗能抑制具有免疫活性以及免疫缺陷小鼠的肿瘤生长，但是，与免疫缺陷小鼠相比，BRAFi+MEKi治疗对具有免疫活性小鼠的肿瘤消退时间明显延长（138天vs.57.4天）。这表明BRAFi+MEKi联合治疗的体内疗效依赖于完整的免疫系统。
图1：BRAFi + MEKi的获得性耐药时间是由免疫介导的
接下来，研究人员确定ERK1/2通路抑制如何影响患者肿瘤的免疫细胞组成。对BRAFi治疗的病人标本利用利用RNA测序，发现与T细胞和浆细胞样树突状细胞(DC)相关的基因表达水平与患者肿瘤反应率呈正相关。这表明肿瘤相关的T细胞和DC与BRAF突变型黑素瘤患者ERK1/2通路抑制的有效性相关。
与未处理组相比，BRAFi+MEKi处理的YUMM1.7和D4M3肿瘤中CD8+和CD4+细胞在CD3+ T细胞中的比例明显增加。在BRAFi+MEKi治疗的肿瘤中，肿瘤相关巨噬细胞(TAM)和骨髓来源的抑制细胞(MDSC)在瘤内均减少。另外，瘤内IDO-1、FasL、LGalS9、OX40L对肿瘤内CD45.2阴性和CD45.2阳性细胞均减少。这表明在Braf V600E黑素瘤的微环境中，BRAFi +MEKi治疗减少了免疫抑制性细胞。
图2： BRAFi + MEKi需要T细胞来持续抑制肿瘤生长
进一步在BrafV600E黑素瘤中发现BRAFi+MEKi诱导免疫刺激性细胞死亡的标志物。与DMSO处理的细胞相比，添加经过BRAFi+MEKi处理的YUMM1.7或D4M3.A细胞的条件培养基的细胞中T细胞增殖明显增多。在BRAFi+MEKi治疗过程中，死亡的黑色素瘤细胞释放出促进T细胞增殖的因子。
BRAFi和MEKi分别能够引起GSDMD的切割。另外，GSDME敲低/KO降低了黑色素瘤细胞上清液中释放HMGB1的量，提示焦亡被抑制。为确定在BRAFi + MEKi期间观察到的抗肿瘤免疫反应是否依赖于焦亡的介质，作者比较了对照组(CTL)和使用BRAFi+MEKi治疗4天的GSDME-KO肿瘤的肿瘤抑制性淋巴细胞(TIL)。发现，与GSDME-KO相比，在CTL肿瘤中检测到更高水平的T细胞和活化的DC (MHC-II+, CD11B-)。
图3：BRAFi+MEKi诱导DSDME依赖的焦亡。
进一步，研究人员在BRAFi+MEKi耐药的肿瘤中发现BRAFi+MEKi缺失导致的焦亡和GSDME切割与抗肿瘤免疫反应降低有关。另外，BRAFi+MEKi联合治疗的耐药肿瘤容易对药物再引起GSDME切割和焦亡。
本研究提示了BRAFi+MEKi引起的焦亡在抗肿瘤免疫反应中的重要作用。另外，通过GSDME的切割，作者将ERK1/2途径抑制与焦亡的诱导联系起来，从而产生更有效的抗肿瘤免疫反应。探索这方面的问题可能将会为BRAFi+MEKi耐药的转移性黑色素瘤患者带来新的治疗方法。
原文链接：
https://cancerdiscovery.aacrjournals.org/content/10/2/254.long
参考文献：
1. Erkes DA, Cai W, Sanchez IM, Purwin TJ, Rogers C, Field CO, Berger AC, Hartsough EJ, Rodeck U, Alnemri ES et al: Mutant BRAF and MEK Inhibitors Regulate the Tumor Immune Microenvironment via Pyroptosis. Cancer Discov 2020, 10(2):254-269.
