浙江加州国际纳米研究院

《Nature Nanotechnology》:激活B细胞免疫反应可使免疫冷肿瘤发生消退

编辑:zcniszc 时间:2026年06月23日 访问次数:61

 

免疫肿瘤学的进展一直受到免疫原性差(即“冷”)的肿瘤以及只关注T细胞而忽视其他免疫细胞这两大因素的阻碍。我们报道了一种装载于脂质纳米颗粒中的小分子AT-1965,通过与癌细胞的Cap特异性RNA(核苷2′-O-)甲基转移酶2(CMTR2)相互作用,触发先天炎症性抗病毒防御反应,从而诱导免疫原性差的肿瘤快速消退,并形成免疫记忆。我们发现AT-1965治疗的肿瘤中有大量B细胞浸润,而B细胞是已知对病毒特征起早期应答作用的细胞。功能性B细胞的基因敲除会消除AT-1965的抗肿瘤疗效,直接证明B细胞在抗肿瘤结果中起关键作用。我们的结果也合理解释了临床数据:肿瘤中CMTR2高表达的患者预后差,而B细胞浸润与多种肿瘤类型的长期生存相关。这一基于AT-1965纳米医学的发现,将CMTR2确定为一个潜在的癌症靶点,并揭示了B细胞募集在免疫肿瘤学中的新前沿。

图1:AT-1965纳米脂质体的工程化和表型筛选(a-b) 分子动力学模拟显示AT-1965与辅助脂质在38:62的比例下随机分布,并自组装成多层脂质双层;(c) AT-1965脂质纳米颗粒的电子显微图像;(d) 动态光散射显示AT-1965脂质纳米颗粒的尺寸分布,平均流体力学直径约为120 nm;(e) AT-1965制剂的表征显示均匀的尺寸、高包封率和负Zeta电位;(f) 不同来源的人类和小鼠癌细胞系中AT-1965的IC₅₀值;(g) AT-1965在4T1乳腺癌荷瘤小鼠中诱导剂量依赖性的抗肿瘤效应;(h) AT-1965对个体乳腺肿瘤进展的影响,显示约49%的肿瘤完全消退;(i-j) AT-1965诱导免疫记忆的实验设计及结果,显示先前肿瘤消退的小鼠在再次挑战时无肿瘤生长。

图2:AT-1965治疗后肿瘤浸润T细胞的表征(a) 流式细胞术单细胞免疫表型分析显示对照组和AT-1965治疗组肿瘤中T细胞亚群的t-SNE可视化;(b-c) 对照组和AT-1965治疗组肿瘤中总CD8⁺细胞毒性T细胞和CD4⁺辅助性T细胞的定量;(d) 早期时间点AT-1965治疗显著减少了瘤内调节性T细胞的数量;(e-f) AT-1965治疗组中CD8⁺和CD4⁺效应记忆T细胞百分比增加;(g) 对照组和AT-1965治疗组肿瘤中耗竭T细胞数量无显著差异;(h) 奥沙利铂治疗增加瘤内CD8⁺ T细胞但不增加IGKC水平;(i) T细胞清除抗体不影响AT-1965的疗效。

图3:AT-1965治疗增加B细胞信号(a) 转录组分析显示AT-1965治疗后B细胞激活标志物IGKC过表达;(b-c) 免疫标记和H-score评分证实AT-1965治疗组肿瘤中IGKC表达升高;(d-e) 流式细胞术单细胞免疫表型分析和定量证实AT-1965治疗组肿瘤中B220⁺ B细胞增加;(f-g) AT-1965治疗组肿瘤中不同B细胞亚型的分数组成和数量变化;(h-j) 脾脏中B细胞亚群的t-SNE图和定量分析显示AT-1965治疗后滤泡B细胞和记忆B细胞增加;(k) B细胞增殖正向调控相关基因在AT-1965应答者中富集。

图4:B细胞介导AT-1965的抗肿瘤疗效 (a) 验证B细胞在抗肿瘤疗效中作用的过继转移实验设计;(b) 来自AT-1965治疗肿瘤消退小鼠的B细胞过继转移抑制受体小鼠的肿瘤生长;(c) 免疫正常、B细胞缺失和T/B细胞缺失小鼠中乳腺肿瘤的进展;(d) AT-1965在免疫正常小鼠中显著抑制肿瘤,但在B细胞缺失和T/B细胞缺失小鼠中疗效显著丧失;(e) IGKC高表达与乳腺癌患者改善的生存结局相关;(f) 患者三阴性乳腺癌活检样本中B细胞高浸润的代表性图像;(g) 不同肿瘤类型中B细胞标志物与生存获益的热图。

图5:CMTR2是AT-1965的分子靶点 (a) 用于筛选AT-1965分子靶点的两种正交化学蛋白质组学和免疫蛋白质组学策略示意图;(b) 两种方法中CMTR2是唯一富集倍数最高的共同分子靶点;(c) CMTR2是SAM依赖的甲基转移酶,催化Cap1 RNA向Cap2 RNA的转变;(d) 4T1乳腺癌细胞中CMTR2的胞质表达;(e) 不同癌细胞中CMTR2的确认;(f) AT-1965与固定化CMTR2蛋白的浓度依赖性结合;(g) AT-1965特异性结合CMTR2而非CMTR1;(h) CMTR2 N端结构域的表面表示及AT-1965的结合模式;(i) AT-1965处理对SAM与CMTR2结合的影响;(j) CMTR2高表达与乳腺癌和肺鳞癌患者较差生存相关。

图6:AT-1965在癌细胞中诱导新型抗病毒免疫反应 (a) Cap1甲基化但Cap2未甲基化的RNA可被RIG-1检测的示意图;(b) AT-1965处理对不同癌细胞系IRF7表达的影响;(c) AT-1965对4T1细胞中先天病毒传感器和的影响;(d) AT-1965处理24小时后4T1癌细胞中IRF7表达增加;(e-f) AT-1965处理增加IFNA转录本和IFN蛋白;(g-h) AT-1965处理增加IFIT1 mRNA和蛋白表达;(i-j) 免疫荧光成像和定量证实AT-1965处理后4T1细胞中IFIT1上调;(k) AT-1965处理增加体内4T1肿瘤中抗病毒基因表达;(l) AT-1965处理肿瘤中IFIT1表达增加;(m-n) AT-1965处理增加血浆中IFIT1结合的RNA复合物;(o) 人乳腺癌切片中CMTR2与RIG-1的共定位;(p) CMTR2/RIG-1比率可作为AT-1965肿瘤反应的预测指标。

图7:B细胞驱动的先天性和适应性抗病毒免疫反应 (a-b) AT-1965治疗组肿瘤中IgM水平早期升高但IgG无变化;(c-d) 来自AT-1965治疗荷瘤小鼠的血浆IgM优先结合AT-1965处理的癌细胞;(e-f) AT-1965处理增加IgM⁺IFIT1⁺癌细胞比例;(g) AT-1965处理肿瘤中MHCII⁺巨噬细胞浸润增加。

全文总结

免疫治疗在“冷”肿瘤中的疗效受限,部分原因在于对T细胞的过度关注而忽视了其他免疫细胞。本研究通过纳米脂质体递送小分子AT-1965,发现其通过靶向癌细胞中的CMTR2(一种催化mRNA Cap2甲基化的酶),阻断Cap1 RNA向Cap2 RNA的转化,从而在转录活跃的癌细胞中积累“病毒样”Cap1 RNA,激活RIG-I介导的先天抗病毒免疫反应。这一过程导致癌细胞上调IRF7、I型干扰素和IFIT1的表达,在肿瘤内形成“病毒状态”。令人意外的是,这种抗病毒信号并未主要招募T细胞,而是诱导了B细胞(尤其是IgM⁺过渡型B细胞和记忆B细胞)的大量浸润。通过基因敲除和过继转移实验,作者证实B细胞是AT-1965抗肿瘤疗效的必需介质,其作用独立于CD8⁺ T细胞。

在多种“冷”肿瘤模型(如4T1乳腺癌、LLC肺癌)中,AT-1965单药或与抗PD-1联合治疗均能显著抑制肿瘤生长,并建立免疫记忆。临床数据分析,CMTR2高表达与多种癌症的不良预后相关,而B细胞特征(如IGKC)与良好生存显著相关。该研究首次将mRNA表观转录组学(CMTR2介导的Cap2甲基化)与B细胞抗肿瘤免疫联系起来,揭示了“病毒模拟”通过B细胞而非传统T细胞路径发挥作用的机制。AT-1965作为首创的CMTR2抑制剂,为将“冷”肿瘤转化为“热”肿瘤、激活B细胞介导的抗肿瘤免疫提供了全新的治疗策略和药物靶点。

原文链接:https://doi.org/10.1038/s41565-026-02170-9

来源:生物材料前沿