肿瘤免疫微环境通过改变PD-L1表达促进对KRAS G12C抑制剂sotorasib的耐药

Tumor immune microenvironment facilitates resistance to KRAS G12C inhibitor sotorasib by altered PD-L1 expression

作者信息Shougeng Liu, Yiting Jiang, Yudong Fu, Simeng Wang, Rao Fu, Minmin Gao, Yingxi Zhao, Sihong Chen, Yuan Yang, Weiming Yang, Lina Jia, Mingze Qin, Xiaohui Zhang, Wei Cui, Lihui Wang
PMID41638869
发布时间2026-02-04
DOI10.1136/jitc-2025-012886

实验完整度

包含体内同基因耐药模型、体外共培养、免疫细胞分析、基因编辑、体内药效及公共数据等多层级验证,并验证了机制和耐药逆转策略。

主要模型

3LL ΔNRAS小鼠同基因皮下移植瘤模型(C57BL/6) 3LL ΔNRAS/Re耐药小鼠模型(C57BL/6及Rag1-/-) 人非小细胞肺癌细胞系NCI-H358和Calu-1 人PBMC共培养模型

重点核对

AMG-510给药剂量:100 mg/kg,每日灌胃(i.g.) 体内实验中肿瘤起始体积:75-150 mm³ 体外耐药细胞诱导:慢性暴露于逐步升高的AMG-510浓度,耐药定义为IC50较亲本细胞增加超过5倍 共培养模型中肿瘤细胞与活化T细胞比例:1:1-1:5,与PBMC比例:1:5-1:20 体内联合治疗中CQ-85剂量:10 mg/kg/天,腹腔注射(i.p.)

摘要

背景:对KRAS G12C抑制剂sotorasib的获得性耐药仍是非小细胞肺癌治疗中的关键挑战。对耐药机制的更深入、理性的理解,能够助力制定克服耐药的治疗策略。方法:我们在C57BL/6小鼠中经长期AMG-510处理后建立了同基因耐药模型。此外,使用体外共培养模型以及流式细胞术和蛋白质印迹等多种方法评估耐药过程中免疫微环境的变化。最后,在耐药小鼠模型中应用一系列组合治疗策略,以评估其逆转耐药的能力。结果:KRAS G12C肿瘤中PD-L1的上调驱动免疫抑制性肿瘤微环境,并通过JAK2/STAT3/IL-6通路促进获得性耐药,其特征是细胞毒性CD8+ T细胞浸润减少和髓源性抑制细胞显著扩增。这些机制促进肿瘤免疫逃逸和抵抗细胞凋亡,从而建立维持对sotorasib获得性耐药的微环境。关键的是,序贯给予PD-L1抑制剂(PD-L1i)有效重编程免疫抑制微环境,恢复抗肿瘤免疫并使耐药肿瘤对sotorasib治疗重新敏感。结论:这些结果确定PD-L1驱动的免疫抑制微环境是sotorasib耐药的关键介质,并提出PD-L1i作为克服耐药的协同策略,这支持对序贯或联合方案进行临床探索。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
KRAS G12C抑制剂sotorasib(AMG-510)获得性耐药是否由肿瘤免疫微环境(TIME)重塑介导,其机制及逆转策略是什么?
核心机制
耐药肿瘤中PD-L1表达上调,激活JAK2/STAT3信号并促进IL-6产生,进而通过PD-L1/JAK2/STAT3/IL-6轴招募髓源性抑制细胞(MDSCs),同时抑制细胞毒性CD8+ T细胞浸润和功能,形成免疫抑制微环境,介导获得性耐药。
主要证据
在同基因小鼠模型中,耐药肿瘤PD-L1表达升高,CD8+ T细胞减少而MDSCs增加;PD-L1过表达或敲低实验在体内外改变耐药表型;RNA-seq和GSEA显示JAK2/STAT3通路富集,且IL-6与PD-L1和MDSCs正相关;体内联合PD-L1抑制剂(CQ-85)可逆转耐药。
研究意义
本研究首次报道了AMG-510耐药中肿瘤、TIME重塑与耐药发生的相互作用,确定PD-L1驱动的免疫抑制微环境是耐药的关键介质,并提出PD-L1抑制剂作为克服sotorasib耐药的序贯或联合策略,值得临床探索。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立AMG-510耐药模型

在免疫健全小鼠中建立对KRAS G12C抑制剂AMG-510的获得性耐药模型,以研究TIME在耐药中的作用。

对C57BL/6小鼠皮下接种3LL ΔNRAS细胞,持续给予AMG-510(100 mg/kg,每日灌胃),经历初始敏感期后肿瘤复发,获得耐药肿瘤;将耐药肿瘤再接种至下一代免疫健全或免疫缺陷(Rag1-/-)小鼠,评估耐药性。

2

免疫微环境分析

比较亲本和耐药肿瘤的免疫细胞浸润和功能状态,鉴定TIME重塑特征。

通过流式细胞术分析肿瘤组织中CD8+ T细胞、NK细胞、MDSCs、T细胞亚群(效应记忆、中央记忆)、CD8+ T细胞活化标志(CD69+)和效应细胞因子(IFN-γ、GZMB、IL-2)的比例;通过体外共培养实验评估淋巴细胞对肿瘤细胞增殖和活力的影响。

3

验证PD-L1在耐药中的作用

确定PD-L1上调是否驱动免疫抑制微环境和耐药性。

通过实时定量PCR和蛋白质印迹检测PD-L1 mRNA和蛋白表达;在亲本细胞中过表达PD-L1,在耐药细胞中敲低PD-L1(shPD-L1),然后在共培养体系中评估CD8+ T细胞比例、细胞毒性功能、肿瘤细胞凋亡和对AMG-510的敏感性;在体内验证PD-L1过表达和敲低对肿瘤生长和免疫浸润的影响。

4

探索耐药机制:PD-L1/JAK2/STAT3/IL-6轴

阐明PD-L1如何通过JAK2/STAT3/IL-6通路招募MDSCs并抑制T细胞功能。

通过RNA-seq和GSEA/KEGG分析发现JAK2/STAT3通路在耐药组富集;通过蛋白质印迹检测耐药肿瘤中p-STAT3和p-JAK2水平升高;通过RT-qPCR和ELISA检测IL-6表达和分泌;通过Transwell迁移实验评估MDSCs和T细胞的迁移能力,以及IL-6和耐药细胞条件培养基(CM)对MDSCs迁移的影响,并使用抗IL-6R抗体验证。

5

验证PD-L1抑制逆转耐药

评估PD-L1抑制剂(CQ-85)单独或与AMG-510联合,在体外和体内逆转耐药的能力。

在体外共培养系统中检测CQ-85对耐药细胞杀伤的影响,计算药物协同评分和组合指数;在体内耐药和复发小鼠模型中,给予CQ-85和AMG-510单药或联合治疗,监测肿瘤生长,分析肿瘤免疫浸润。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Gibco--
RPMI-1640培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素Gibco--
聚凝胺Sigma-Aldrich--
嘌呤霉素MCE--
G418MCE--
I型胶原酶----
红细胞裂解液BioLegend--
肿瘤细胞分离试剂盒Miltenyi130-110-187
Ficoll分离液Dakewe Biotech--
Lymphoprep分离液Serumwerk Bernburg--
CD3/CD28抗体Thermo Scientific--
CD3/CD28抗体STEMCELL Technologies--
刀豆蛋白A----
IL-6重组蛋白SinoBiological50136
GM-CSF重组蛋白UA BIOSCIENCEUA040056
MTT试剂Sigma--
Annexin V/PI凋亡检测试剂盒BD--
RIPA裂解液Cell Signaling Technology--
Pierce BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific--
5×SDS上样缓冲液Sparkjade--
PVDF膜Millipore--
ECL检测试剂Sparkjade--
Azure c500荧光成像系统Azure Biosystems--
TRIzol试剂Thermo Fisher--
NanoDrop 2000微量分光光度计Thermo Fisher--
Revert Aid第一链cDNA合成试剂盒Thermo Fisher--
Top Green qPCR SuperMixTransgene--
Bio-Rad RT-qPCR系统Bio-Rad--
Zombie Aqua固定活力染料----
BD Cytofix/Cytoperm固定/破膜试剂盒BD--
ACEA NovoCyte流式细胞仪ACEA--
NovoExpress软件----
Transwell小室Corning--
CQ-85----
AMG-510(sotorasib)----
抗Gr-1抗体----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
耐药模型建立
AMG-510给药剂量、给药途径、给药频率;耐药判定标准(肿瘤体积恢复增长的时间点);免疫健全与免疫缺陷小鼠的比较
阅读提示:Result 1 及图1C-H 图注
免疫微环境分析
用于流式分析的肿瘤组织制备方法;抗体克隆号及稀释比例;细胞设门策略;样本量(每组小鼠数量)
阅读提示:Methods中的Flow cytometry 及图2图注
PD-L1功能验证
PD-L1过表达和敲低的效率验证;共培养体系中肿瘤细胞与淋巴细胞的比例;处理时间;AMG-510浓度
阅读提示:Methods中的Lentivirus production and transduction、T cell-mediated tumor cell killing assay及图3图注
体内药效实验
AMG-510和CQ-85的剂量、给药途径、频率;治疗起始时间;肿瘤体积测量方法;每组动物数;统计方法
阅读提示:Methods中的Mice及图4、图7图注
MDSC功能验证
MDSC的分离和诱导方法;MDSC与T细胞共培养比例及时间;迁移实验所用孔径、时间;IL-6及CM的浓度
阅读提示:Methods中的In vitro chemotaxis assay及图5图注
联合治疗策略
序贯治疗的时间安排;联合治疗剂量;疗效评价指标(TIR);免疫分析指标
阅读提示:Result 7及图7图注