复旦中山医院樊嘉/朱棣/杨欣荣/胡博教授:靶向Wnt通路逆转肝癌免疫治疗耐药的相关机制及原创药物发现
2025-11-20
关键词: 肿瘤 肝癌

Wnt通路是一条进化中高度保守的细胞信号通路,其在细胞生长、分化、凋亡、自我更新等过程中发挥重要作用[1]。Wnt 信号通路激活后,β-catenin 在胞质内积聚,继而转入核内与T 细胞转录因子/淋巴样增强因子(TCF/LEF)、共激活因子如B cell lymphoma 9(BCL9)等相互作用,激活Wnt/β-catenin信号通路,最终活化下游靶基因的表达。Wnt/β-catenin通路不仅调控细胞增殖、凋亡和迁移,还参与肿瘤免疫微环境重塑、免疫逃逸和耐药形成等多个过程。在肿瘤研究中,Wnt通路异常活化与多种实体瘤的发生、发展和转移密切相关。90%的结直肠癌、70%以上的胃癌及30%以上的肝癌存在Wnt通路关键基因突变(如APC、CTNNB1等),是当前肿瘤发生研究与药物开发的重要靶点[2-4]


尽管Wnt通路在肿瘤中的作用已被广泛证实,但其成药性面临诸多挑战,目前尚未有靶向Wnt 信号通路的治疗药物上市[5]。首先,Wnt通路核心蛋白如β-catenin为胞内蛋白,缺乏传统意义上的小分子结合口袋,药物难以实现高亲和力和高选择性的结合;其次,Wnt信号同时维持正常组织干细胞稳态,非特异性抑制可能导致严重毒性反应,包括骨髓抑制、肠道损伤等。开发具有肿瘤特异性且具有较强临床应用价值的Wnt 信号通路抑制剂,仍然是该领域在学术界和工业界的一个巨大挑战[6]。BCL9及同源基因BCL9L,是Wnt 通路重要的共转录因子,可特异性结合到β-catenin,但是不影响β-catenin 与其它蛋白的结合[7]。BCL9表达显著上调于肝癌、结直肠癌等实体瘤[8, 9]。针对BCL9/β-catenin的干扰剂已在体内外模型中展现良好的抗肿瘤活性和安全性,特异性抑制BCL9 活性显示出低肠毒性和低骨髓毒性,已成为新一代药物开发的潜力靶点,有望突破Wnt通路“不可成药”的传统瓶颈[8]。以上研究为BCL9/β-catenin 作为抗癌原创靶标成药性确证及原创药物早期研究提供了理论基础。


肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma,以下简称肝癌)作为全球高发的恶性肿瘤,在我国呈现尤为严峻的疾病负担,年新发病例与死亡病例约占全球总数50%[10]。目前,外科手术仍是肝癌的主要治疗手段之一,但超过60%肝癌病人在初诊时已处于中晚期并伴有转移,从而失去手术治疗的机会;术后 5 年内仍有高达60%-70%病人出现转移或复发[11]。因此,药物治疗是肝癌治疗体系中的关键组成部分。当前当前一线治疗以酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)或抗血管生成药物联合PD-1/PD-L1免疫检查点抑制剂为代表,但整体缓解率仅约为20%-30%,复发率高达60%以上[12]。我们此前的研究发现,BCL9不仅是β-catenin介导转录的核心共激活因子,同时也是驱动肝癌进展、导致免疫排斥型微环境的重要因素。我们发现,中国人群复发型肝癌显著富集了BCL9 的特异性突变和拷贝数扩增,包括存在7.5% BCL9 的体细胞突变(G14E、S278N 和D349V)和65%拷贝数增殖[13]。团队还首次报道了Wnt通路的激活状态可塑造炎症性肿瘤微环境,从而决定肝癌的远处转移倾向[14]

 

复旦中山医院樊嘉/朱棣/杨欣荣/胡博教授最新发表Nature Communications的文章,进一步揭示了靶向Wnt通路逆转肝癌免疫治疗耐药的相关机制,并完成了针对肝癌免疫治疗耐药的原创药物发现。


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1. 靶点确认:为何选择 BCL9克服肝癌免疫治疗耐药?


在现代药物发现中,靶点选择是决定成败的第一步。目前,肝癌一线标准治疗(阿替利珠单抗+贝伐珠单抗)响应率仍有局限,存在未被满足的临床需求。研究发现,Wnt/β-catenin信号通路与免疫治疗耐药和肿瘤晚期复发密切相关。


复旦大学附属中山医院樊嘉院士团队通过对159名中国肝癌患者的组学分析发现,Wnt通路核心基因突变频繁,如AXIN1(18%)和CTNNB1(19%)。进一步分析发现,在40例复发性肝癌患者中,团队发现了BCL9基因存在7.5%的特异性体细胞突变和高达65%的拷贝数增殖。这些基于中国人群的扎实数据,证实了BCL9和CTNNB1是具有中国特色的抗癌原创靶标。


BCL9作为Wnt/β-catenin信号通路中的关键共激活因子,其异常激活在肝癌中普遍存在。研究团队通过分析大型临床试验(IMbrave150等)的数据发现,肿瘤内BCL9的表达水平与ICI治疗的原发性耐药显著相关(图1)。这些结果表明,BCL9不仅是一个生物标志物,也可能是一个理想的药物干预靶点(Druggable Target)。抑制BCL9有望从源头上阻断由Wnt信号通路驱动的免疫逃逸,为开发新药提供了坚实的理论基础。


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图1.  BCL9与实体瘤PD-(L)1免疫治疗原发性耐药相关


2. 高BCL9表达与HCC中的免疫抑制微环境相关


研究发现BCL9高表达与肝细胞癌(HCC)中免疫抑制性肿瘤微环境密切相关,表现为与巨噬细胞密度、CD8+ T细胞活化及效应分子呈负相关,而与免疫抑制基因呈正相关;临床数据和单细胞测序分析进一步显示BCL9高表达与T细胞耗竭及"冷"肿瘤特征相关。动物实验证实,在免疫健全小鼠中敲除肿瘤细胞Bcl9能更有效地抑制肿瘤生长并伴随CD8+ T细胞浸润增加,提示其抗肿瘤效果部分依赖于免疫系统的参与。这些结果表明BCL9通过塑造不利的免疫微环境在HCC进展中发挥关键作用,靶向BCL9可能成为克服免疫检查点抑制剂耐药性、提升HCC免疫治疗疗效的潜在策略(图2)。


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图2.  BCL9维持肝细胞癌的免疫抑制微环境并阻止免疫清除


3. 临床前验证与转化前景


在多种临床前HCC模型(包括人源肿瘤组织异种移植PDOTS模型)中,hsBCL9Z96与抗PD-L1抗体联用,展现出协同抗肿瘤效应,并对ICI耐药表现出改善作用(图3)。


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图3. hsBCL9Z96联合抗PD-L1抗体的疗效优于抗VEGF联合抗PD-L1方案


4. 靶向BCL9重编程肿瘤免疫微环境(TIME):以BMP4依赖性方式将肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)转变为M1样表型


研究发现,靶向肿瘤细胞的BCL9能够显著重塑肿瘤免疫微环境,其核心机制在于通过BCL9-BMP4轴将肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)从免疫抑制性的M2表型重编程为具有抗肿瘤活性的M1表型。具体而言,抑制BCL9会通过转录调控下调肿瘤细胞分泌的蛋白BMP4,而BMP4的减少正是“再教育”TAMs的关键驱动因素,最终表现为M1巨噬细胞标志物上调、M2标志物下调,并伴随免疫抑制因子IL-10和TGF-β1的降低。一系列体内外实验(包括共培养、条件培养基及BMP4添加/中和实验)均证实,该调控作用源于肿瘤细胞自身并间接作用于巨噬细胞。重要的是,该机制与抗PD-L1疗法联合显示出协同效应,揭示了靶向BCL9可通过调节巨噬细胞极化来增强抗肿瘤免疫,为克服免疫治疗耐药提供了新策略(图4)。


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图4. 靶向BCL9通过BMP4依赖性途径将TAMs重编程为M1样表型



5. 靶向BCL9通过CD24-SIGLEC-10轴增强TAMs的吞噬与抗原呈递


除了重编程巨噬细胞表型,研究还揭示了靶向BCL9增强其抗肿瘤功能的另一关键机制:解除“别吃我”信号,促进吞噬与抗原呈递(图5)。该机制的核心在于CD24-SIGLEC-10信号轴。研究证实,BCL9能够正向调控肿瘤细胞表面的“别吃我”信号分子CD24的表达。当CD24与其在巨噬细胞上的受体SIGLEC-10结合时,会抑制巨噬细胞的吞噬功能。因此,通过抑制BCL9来下调CD24的表达,能够有效解除这一抑制信号。这使得巨噬细胞能够更有效地吞噬肿瘤细胞,并进行后续的抗原加工与呈递(表现为MHC-I相关分子上调),最终激活CD8+ T细胞的细胞毒性作用(如产生GZMB)。这一机制不仅在多个肝癌数据集及体内外实验中得到验证,泛癌分析更表明其可能具有广谱适用性,进一步提示靶向BCL9是克服免疫检查点抑制剂耐药的有效策略。


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图5. hsBCL9Z96靶向BCL9:重编程巨噬细胞表型并增强其吞噬与抗原呈递功能



基于上述研究基础,我们进一步发现肝癌内BCL9/Wnt/β-catenin通路异常激活是导致肝癌免疫逃逸和治疗耐药的关键因素之一,该通路失调可导致肿瘤免疫微环境呈现“免疫沙漠”表型,其活化与T细胞排斥、树突状细胞功能障碍等现象密切相关,阻断该通路有望提高免疫治疗敏感性(见研究基础)。近年来,针对该通路的小分子干预策略不断涌现:如朱棣实验室发现的以苯基哌啶骨架为基础的针对BCL9/β-catenin的抑制剂,已在动物实验中展现抑制肿瘤生长、增强抗原呈递与T细胞浸润的双重效应。我们此前的研究已证实,靶向BCL9可通过选择性抑制β-catenin通路,显著增强肝癌、结直肠癌等对免疫治疗的敏感性(见研究基础)。上述研究基础为靶向BCL9/Wnt克服肝癌免疫治疗耐药提供了全新方向。


复旦大学(中山医院)肝癌研究所是我国最主要的肝癌临床研究中心之一。课题申请人长期深耕肝癌临床治疗一线,一直以肝癌的基础和临床转化研究为主攻方向。作为核心骨干主笔肝癌免疫治疗治疗相关专家共识3部。申请人前期围绕肝癌转移/复发、时空异质性、肿瘤微环境开展了长期系统的应用基础研究,提出了肝癌免疫治疗新策略,取得了一系列重要研究成果,有扎实的工作基础。



参考文献

1. Nusse, R. and H. Clevers, Wnt/β-Catenin Signaling, Disease, and Emerging Therapeutic Modalities. Cell, 2017. 169(6): p. 985-999.

2. Oshima, H. and M. Oshima, The role of PGE2-associated inflammatory responses in gastric cancer development. Seminars In Immunopathology, 2012. 35(2): p. 139-150.

3. Pan, K.-F., et al., Mutations in components of the Wnt signaling pathway in gastric cancer. World Journal of Gastroenterology, 2008. 14(10): p. 1570-1574.

4. Tabibzadeh, A., et al., Signal transduction pathway mutations in gastrointestinal (GI) cancers: a systematic review and meta-analysis. Scientific Reports, 2020. 10(1): p. 18713.

5. Park, W.-J. and M.J. Kim, A New Wave of Targeting 'Undruggable' Wnt Signaling for Cancer Therapy: Challenges and Opportunities. Cells, 2023. 12(8).

6. Pećina-Šlaus, N., et al., Wnt Signaling Inhibitors and Their Promising Role in Tumor Treatment. International Journal of Molecular Sciences, 2023. 24(7).

7. Takada, K., et al., Targeted disruption of the BCL9/β-catenin complex inhibits oncogenic Wnt signaling. Science Translational Medicine, 2012. 4(148): p. 148ra117.

8. Zhu, W., et al., Discovery of Novel 1-Phenylpiperidine Urea-Containing Derivatives Inhibiting β-Catenin/BCL9 Interaction and Exerting Antitumor Efficacy through the Activation of Antigen Presentation of cDC1 Cells. Journal of Medicinal Chemistry, 2024. 67(15): p. 12485-12520.

9. Brembeck, F.H., et al., BCL9-2 promotes early stages of intestinal tumor progression. Gastroenterology, 2011. 141(4).

10. Chan, S.L., et al., The Lancet Commission on addressing the global hepatocellular carcinoma burden: comprehensive strategies from prevention to treatment. Lancet (London, England), 2025. 406(10504): p. 731-778.

11. Sun, Y., et al., Integrated multi-omics profiling to dissect the spatiotemporal evolution of metastatic hepatocellular carcinoma. Cancer Cell, 2023. 42(1).

12. Mo, J., et al., Clinical outcomes and management following progressive disease with anti-PD-(L)1 therapy in patients with advanced Merkel Cell Carcinoma. European Journal of Cancer (Oxford, England : 1990), 2025. 217: p. 115254.

13. Zhou, S.-L., et al., Whole-genome sequencing reveals the evolutionary trajectory of HBV-related hepatocellular carcinoma early recurrence. Signal Transduction and Targeted Therapy, 2022. 7(1): p. 24.

14. Xu, Y., et al., Tumor-infiltrated activated B cells suppress liver metastasis of colorectal cancers. Cell Reports, 2022. 40(9): p. 111295.


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