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中医科学院青蒿素研究所最新成果:传统中药发酵冬虫夏草菌粉联合PD1抗肿瘤疗效如何?

免疫基础

2024-04-16   来源 : VIP说

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导读


2024年3月,由中国中医科学院青蒿素研究中心和西南医科大学附属医院肿瘤科团队共同合作的一项题为“Cordyceps sinensis relieves non-small cell lung cancer by inhibiting the MAPK pathway”的研究成果发表于SCI期刊 Chinese Medicine(IF 4.9),证明百令可通过抑制MAPK通路对非小细胞肺癌发挥抗癌效果。


研究背景与研究目的


肺癌由于其高发病率和死亡率,已被公认是癌症中的头号杀手,其中非小细胞肺癌最为常见,占肺癌病例的80-85%。作为新兴的肿瘤免疫治疗之一,PD-1/PD-L1抑制剂表现出了优越的疗效,但同时也伴随着各种不良反应,显著影响着人体免疫微环境。


发酵冬虫夏草菌粉(百令)具有补肺肾、益精气的功效,可提高机体免疫力,具有抗炎、抗氧化、抗纤维化、抗肿瘤等多种功效[1, 2]。临床研究已表明百令联用常规放化疗治疗肺癌,可提高患者免疫功能和生活质量。


本课题旨在基于非小细胞肺癌小鼠模型,评价百令及百令联用PD-1抑制剂对非小细胞肺癌的抗癌效果,并阐明其分子机制,为百令的临床合理应用提供指导。


主要研究方法


本研究材料来源为中美华东生产的人工发酵冬虫夏草菌粉(百令),PD-1抑制剂(替雷利珠单抗注射液)来自百济神州有限公司。使用Lewis肺癌(LLC)细胞和C57BL/6J小鼠(n=36)诱导NSCLC小鼠模型。


造模成功的小鼠分为6组(每组n=6),包括Control group(对照组)、Model(NSCLC模型组)、BH(高剂量百令组 5g/kg)、PD1(PD1抑制剂组2mg/kg)、PD1+BL(PD1抑制剂2mg/kg +低剂量百令组1g/kg)、PD1+BH(PD1抑制剂2mg/kg +高剂量百令组5g/kg);给药方式:百令采用灌胃,PD-1抑制剂采用腹腔注射;2周后采集小鼠血液和肺肿瘤组织进行生化分析、病理评价、免疫组化、转录组学测序、蛋白质组学和Western blot分析。


重要研究结果


重要结果一:百令抑制非小细胞肺癌(NSCLC)小鼠肿瘤组织生长,改善NSCLC小鼠肺组织病理形态。


图1:小鼠活体荧光成像显示:高剂量百令连续灌胃2周抑制NSCLC小鼠肿瘤生长,联合PD1抑制剂肿瘤抑制效果更明显。


图2:小鼠肺肿瘤组织HE染色显示:高剂量百令改善NSCLC小鼠肺泡闭锁、裂隙和塌陷,联合PD1抑制剂效果更明显。

注:

Control group:对照组;Model:NSCLC模型组;BH:高剂量百令组(5g/kg);PD1:PD1抑制剂组(2mg/kg);PD1+BL:PD1抑制剂(2mg/kg)+低剂量百令组(1g/kg);PD1+BH:PD1抑制剂(2mg/kg)+高剂量百令组(5g/kg)

**P<0.01 ***P<0.001 vs NSCLC模型组

&P<0.05 vs PD1


重要结果二:百令通过抑制MAPK通路介导NSCLC抗癌作用


图3:通过蛋白组学技术对正常组织与肿瘤组织的差异蛋白分析(DEP分析)表明:百令通过抑制MAPK通路介导的肿瘤细胞增殖,对 NSCLC 小鼠发挥抗癌作用。

注:

图A:蛋白组学技术差异蛋白分析(DEP分析)流程图。

图B:差异蛋白分析(DEP)火山图表明:与对照组相比,NSCLC模型组存在3414个差异表达蛋白(包括2951个上调DEP和463个下调DEP);

图C:差异蛋白分析(DEP)火山图表明:与模型组相比,高剂量百令组(BH)有783个DEP显著不同(包括368个上调DEP和415个下调DEP);

图D:基因富集分析表明:与对照组相比,NSCLC模型组中上调的DEP主要富集在B细胞分化、参与免疫反应的B细胞活化和MAP激酶活性的调节;

图E:基因富集分析表明:高剂量百令(BH)给药对NSCLC模型组下调的DEP主要富集在MAP激酶活性的调节和MAPK级联的负调节。


图4:Western blot 显示:单用百令和百令与PD1联合使用均显著下调MAPK信号通路关键蛋白RhoA、Raf-1和C-fos的表达(P<0.01)。


注:MAPK信号通路在肿瘤细胞生长、分化和凋亡中起关键作用,RhoA 可激活 MAPK 通路的上游分子 Raf-1,c-fos 是 MAPK 通路激活后的下游转录因子。

Ctrl:对照组;Model:NSCLC模型组;BH:高剂量百令组(5g/kg);PD1:PD1抑制剂组(2mg/kg);PD1+BL:PD1抑制剂(2mg/kg)+低剂量百令组(1g/kg);PD1+BH:PD1抑制剂(2mg/kg)+高剂量百令组(5g/kg)

### P<0.001, vs. control

*P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001, vs. Model

&P<0.05, &&P<0.01, &&&P<0.001, vs. PD-1


重要结果三:百令抑制NSCLC小鼠肿瘤转移与侵袭


图5:免疫组化与转录组学研究表明:百令抑制NSCLC小鼠肿瘤组织Ki67与VEGF表达,抑制肿瘤组织微血管形成,抑制肿瘤转移与侵袭。

注:

VEGF在 NSCLC 的发展过程中诱导微血管的形成,介导 NSCLC 的发生和转移。Ki67是用于评价肿瘤增殖潜能的典型标志物,反映肿瘤分化程度及侵袭性。

Ctrl:对照组;Model:NSCLC模型组;BH:高剂量百令组(5g/kg);PD1:PD1抑制剂组(2mg/kg);PD1+BL:PD1抑制剂(2mg/kg)+低剂量百令组(1g/kg);PD1+BH:PD1抑制剂(2mg/kg)+高剂量百令组(5g/kg)

### P<0.001, vs. control

*P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001, vs. Model

&P<0.05, &&P<0.01, &&&P<0.001, vs. PD-1


重要结果四:百令改善NSCLC肿瘤炎症及氧化应激,募集免疫细胞,激活抗肿瘤免疫,发挥抗癌作用。


图6:ELISA结果表明:与对照组小鼠相比,NSCLC小鼠血清TNF-α、IL-6和 MDA (丙二醛)浓度显著升高,而IL-10、SOD(超氧化物歧化酶)和 GSH-Px (谷胱甘肽过氧化物酶)浓度较低。单用百令和百令联合PD1抑制剂均可改善NSCLC小鼠血清炎症因子和氧化应激标志物水平。


图7:流式细胞学结果表明:百令提高NSCLC小鼠循环CD4+、CD8+T淋巴细胞、NK细胞、树突状细胞(DC)百分比。T细胞是免疫系统发挥抗癌作用的重要效应细胞,NK细胞和树突状细胞在抗肿瘤免疫应答的启动、发展和维持发挥关键作用。

注:

Ctrl:对照组;Model:NSCLC模型组;BH:高剂量百令组(5g/kg);PD1:PD1抑制剂组(2mg/kg);PD1+BL:PD1抑制剂(2mg/kg)+低剂量百令组(1g/kg);PD1+BH:PD1抑制剂(2mg/kg)+高剂量百令组(5g/kg);

### P<0.001, vs. control

*P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001, vs. model

&P<0.05, &&P<0.01, &&&P<0.001, vs. PD-1


结语


本研究通过转录组学及蛋白组学技术及动物试验相结合的方法表明,发酵冬虫夏草菌粉(百令)可通过抑制MAPK通路抑制非小细胞肺癌肿瘤细胞增殖,减轻肺泡损伤,此外,还可发挥抑制肿瘤微血管形成、抑制肿瘤侵袭转移、改善炎症及氧化应激、提高抗肿瘤免疫等多重抗癌效果。

本研究结果为人工冬虫夏草制剂协同PD-1免疫治疗的抗肺癌治疗手段提供了理论依据。


从机制走向临床研究


近年来,免疫检查点抑制剂(ICIs)在NSCLC治疗中取得显著疗效,但免疫相关的不良事件(irAEs)逐渐增多并引起临床的重视。


这些irAEs主要包括肺脏、内分泌、肾毒性等,总体发生率虽不高,但严重irAE可造成免疫治疗中断,影响疾病治疗效果,甚至成为威胁生命的重要因素之一。


冬虫夏草对免疫系统活有一定的调节作用,也可用于肿瘤的辅助治疗。另外,百令胶囊的基础及临床研究均表明其在免疫性肺炎、内分泌及肾脏领域具有一定的治疗潜力。


目前由华中科技大学同济医学院附属同济医院牵头的一项“百令胶囊治疗晚期转移性非小细胞肺癌伴肺肾两虚症状(咳嗽、气喘、腰背酸痛)患者一线应用PD-1抑制剂联合化疗所致2-3级irAE(免疫性肺炎、甲亢/甲减、肾毒性)的研究”(ChiCTR2300076997)正在开展,拟招募晚期转移性非小细胞肺癌伴肺肾两虚症状(咳嗽、气喘、腰背酸痛)一线应用 PD-1联合化疗患者。患者入组后根据irAE的发生情况,接受最长不超过9个月的用药时长。


图8:试验设计

目前对于irAEs的中医药研究尚处在起步阶段,需要大量临床及实践证据证明中医药的疗效,从而对中医药治疗irAEs作出更好的引导作用。基于百令胶囊在肺肾两虚患者临床确切的治疗作用,目前开展的百令胶囊治疗晚期非小细胞肺癌伴肺肾两虚症状(咳嗽、气喘、腰背酸痛)患者使用PD-1抑制剂联合化疗致免疫相关性肺炎、甲亢/甲减、肾毒性的小样本研究,旨在探索百令胶囊对此类患者疗效和安全性的作用,为后续的诊疗实践提供帮助。


参考文献

1. 费新雄, 黄绪群, and 胡文兵, 百令胶囊对非小细胞肺癌调强放疗患者C反应蛋白、红细胞沉降率的影响及临床疗效分析. 临床内科杂志, 2016. 33(12).

2. 蔺敏, et al., 百令胶囊对中晚期非小细胞肺癌化疗患者免疫功能、生活质量及远期生存的影响. 癌症进展, 2023. 21(3).

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