已知肠道微生物组来源代谢物在结直肠癌抗肿瘤免疫中的筛选

背景：大多数微卫星稳定（MSS）型结直肠癌（CRC）患者从免疫检查点抑制剂单药治疗中获益甚微，即使在PD-1/PD-L1阻断后，T细胞功能仍未能充分恢复，凸显了PD-1下游信号事件的重要性。SHP-2是PD-1下游信号的关键效应分子，在CRC免疫抑制性肿瘤微环境的建立中发挥关键作用。肠道微生物代谢物正成为抗肿瘤免疫的调节因子，但其在调节PD-1/SHP-2相互作用中的作用尚不清楚。方法：我们建立了基于PD-1/SHP-2相互作用的拆分荧光素酶互补筛选系统，并系统筛选了人类肠道微生物代谢物文库（n=480）。使用流式细胞术、共聚焦显微镜和细胞活力测定在体外评估候选代谢物对T细胞功能的影响。使用小鼠结肠癌模型，我们进一步研究了牛磺胆酸（TCA）和甘氨脱氧胆酸（GDCA）在CRC肿瘤发生和免疫治疗中的作用。最后，使用荧光原位杂交和实时PCR检测CRC患者肿瘤标本（n=53）中产该代谢物细菌的临床相关性。结果：我们鉴定出结合型胆汁酸TCA和GDCA是PD-1/SHP-2相互作用的增强剂。机制上，TCA和GDCA通过促进PD-1磷酸化，以变构机制稳定PD-1/SHP-2复合物。功能上，这两种代谢物以PD-1/SHP-2依赖的方式抑制CD8+ T细胞活化、增殖和细胞毒性，从而在体内加速肿瘤进展。相反，使用胆汁酸螯合剂考来烯胺（CHO）药理学耗竭TCA和GDCA，可有效逆转其免疫抑制作用，并与抗PD-1抗体治疗协同抑制CRC肿瘤发生。临床样本分析显示，TCA和GDCA的主要细菌来源Clostridium scindens的丰度与CRC患者肿瘤组织中CD8+ T细胞浸润呈负相关。结论：本研究揭示了一条驱动CRC免疫抑制的“胆汁酸相关代谢物-免疫检查点”调控轴。TCA和GDCA作为PD-1信号的内源性增强剂的鉴定，为靶向这些代谢物以克服免疫治疗耐药提供了机制依据。