兰大二院焦作义教授团队在胃癌转化医学研究领域取得新突破

　　5月25日，中科院1区Top综合性期刊《Science Advances》在线发表了焦作义教授团队关于胃癌新靶点和新治疗策略的转化研究成果，该研究开发了靶向尿激酶型纤溶酶原激活物受体（urokinase-type plasminogen activator receptor, uPAR）的单克隆抗体（anti-uPAR mAb），该抗体联合PD-1抗体（anti-PD-1）在免疫重建CDX（人源肿瘤细胞系异种移植，cell derived xenograft）和PDX（人源肿瘤组织来源移植瘤，patient derived xenograft）胃癌模型中取得了良好的治疗效果。此外，基于该抗体制备的uPAR CAR-T细胞，在胃癌细胞系、类器官和PDX模型中也取得了较好的治疗效果。该研究表明，靶向uPAR联合PD-1抗体可通过多种机制显著抑制DGC生长，提高荷瘤小鼠的生存率，为增强DGC的PD-1抗体免疫联合治疗效果提供了新策略。

　　该研究基于DGC临床样本label-free质谱数据和TCGA数据库中与免疫治疗相关基因，筛选到了DGC潜在治疗靶点uPAR，这与以往报道的DGC蛋白质组学数据一致。在202例DGC中uPAR阳性率达18.3%，且与不良临床预后显著相关。而在18种正常组织中，uPAR低表达或不表达。以往研究表明，uPAR通过糖基磷脂酰肌醇锚定在细胞膜上，不仅可通过纤溶酶原激活系统调控细胞外基质的降解，还可通过结合整合素传递胞内信号，从而参与细胞的增殖、黏附、迁移和生存。该研究基于单细胞反转录技术的单克隆抗体研发平台，开发筛选出了靶向uPAR的高亲合力单克隆抗体，其与抗原之间的平衡解离常数（KD）值为1.95 nM。该抗体通过特异性结合uPAR的结构域II-III（DII-DIII）区域，阻断uPA和uPAR的结合，此作用可抑制下游激酶ERK的磷酸化，进而抑制胃癌细胞的增殖、侵袭和黏附。

　　为了评价uPAR抗体联合PD-1抗体在DGC治疗中的效果，团队在NSG免疫缺陷小鼠（缺乏成熟的T、B和NK细胞）皮下接种MKN-45-uPAR-T2A-Luc胃癌细胞系或源自DGC病人的肿瘤组织，分别构建了CDX和PDX小鼠模型，这些小鼠中还注射了人外周血单核细胞（hPBMCs）以重建免疫系统。研究发现uPAR抗体单用或联合PD-1抗体在CDX和PDX模型中均显著抑制了胃癌生长，延长了荷瘤小鼠生存时间，尤其以联用组效果最为显著。此外，该研究还揭示了anti-uPAR单抗具有抑癌效果的多种作用机制，包括uPA-uPAR介导的胞内信号通路，影响胃癌细胞的增殖、侵袭和黏附；uPAR抗体可能通过抗体依赖细胞介导的细胞毒性作用（antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC）和补体依赖的细胞毒性作用（complement dependent cytotoxicity, CDC）效应在体内对肿瘤进行直接杀伤；uPAR抗体治疗后，肿瘤可产生T细胞相关趋化因子（CCL3、CCL4、CXCL9和CXCL10），促进肿瘤中激活型CD8+ T细胞的浸润；uPAR抗体和PD-1抗体对肿瘤生长的抑制和免疫微环境的改善具有一定的累加效应等。

　　基于anti-uPAR单抗的scFv序列，该研究还制备了uPAR CAR-T细胞，体外实验表明uPAR CAR-T细胞能够很好的杀伤uPAR高表达细胞株和DGC类器官，但对uPAR-/- AGS细胞没有杀伤效果。体内实验表明uPAR CAR-T细胞单用或联用PD-1抗体均能够显著抑制DGC生长，延长荷瘤小鼠的生存时间。uPAR CAR-T细胞治疗不仅促进了CD8+ T细胞浸润，还抑制了T细胞衰竭，进一步证明了uPAR CAR-T细胞在实体瘤治疗中的潜力

　　焦作义教授团队聚焦进展期胃癌患者远期疗效不佳的难题，采用FLOT新辅助化疗方案后行腹腔镜根治性手术，显著提高患者5年生存率。2014年始，焦作义教授团队在国际上较早开展了进展期胃癌FLOT方案化疗后腹腔镜根治的临床研究，经该方案治疗的进展期胃癌患者5年生存率由26.8%提高至43.8%，相关研究成果发表于《Cancer Manag Res》，同期，德国FLOT4研究确定了FLOT新辅助化疗在欧洲人群中的临床应用价值，基于此，《NCCN胃癌指南2018 V2》将FLOT方案以Ⅰ类证据作为新辅助化疗方案推荐。此外，团队注册并开展了FLOT联合VEGFR2靶向抑制剂和PD-1抗体治疗进展期胃癌的临床试验（ChiCTR2200055269），有望在进展期胃癌临床治疗新策略研发领域取得新进展。

　　焦作义教授团队发现胃癌治疗潜在新靶点SHCBP1和UBE2T，在胃癌发病新机制和新型联合疗法方面取得可喜成果。团队基于临床难题，于2015年开始探索胃癌诊疗新靶点和新策略，通过不懈努力，于2018年首次发现HER2下游存在非经典信号通路Shc1/SHCBP1/PLK1，HER2可通过该信号通路直接调控肿瘤细胞有丝分裂，该信号通路过度激活是赫赛汀治疗胃癌产生耐药的重要原因，并发现SHCBP1/PLK1复合体抑制剂茶黄素-3, 3’-双没食子酸（TFBG）是有效的曲妥珠单抗增敏剂，TFBG联合曲妥珠单抗是潜在胃癌治疗新方法。此外，团队基于临床样本优势，联合多组学靶点筛选及药物研发相关技术，发现了靶向Wnt/β-catenin 信号通路治疗胃癌新靶点UBE2T，并研发了治疗进展期胃癌的高效低毒潜在抑制剂M435-1279，上述成果于2021年发表于《Nature Communications》和《Oncogene》杂志。

　　团队依托普通外科国家临床医学中心和兰大二院萃英生物医学研究中心，培养了一支创新型、复合型高层次医学人才梯队，建立了从靶点筛选、机制探究、新药开发、药效验证和临床试验等为一体的消化道肿瘤新药研发技术体系，力争在消化道肿瘤的靶向治疗新药物和新技术转化研究方面取得更大突破。团队目前主持甘肃省科技计划重大项目1项，国家自然科学基金面上项目2项、青年基金项目2项和地区基金项目1项，中国博士后科学基金面上项目2项。研究成果已申请国际PCT专利2项，国内发明专利4项。

　　焦作义教授团队长期扎根西部，致力于胃癌患者的临床诊疗，基于多年胃癌临床诊疗经验，通过引进人才、建设平台、开发技术体系，组建了一支医学、生物学和药学交叉融合创新团队，致力于开发新型抗肿瘤小分子药物和免疫治疗药物，经过多年努力，在胃癌临床治疗新策略和靶向治疗新方法研究方面取得了一系列成果。随着研究的不断深入，该团队转化研究的成果将会造福广大的消化道肿瘤患者。