CR:“饿”出热肿瘤?中国科学家发现,周期性模拟禁食饮食可有效改善乳腺癌肿瘤微环境,助力免疫治疗
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近年来,以PD-1/PD-L1抑制剂为代表的免疫疗法重塑了肿瘤治疗格局。然而在乳腺癌中,除了少部分三阴性乳腺癌(TNBC)患者能从免疫治疗中获益外,绝大多数患者对免疫治疗反应不佳,甚至在治疗中迅速产生耐药。这背后的关键制约因素,正是乳腺癌内部顽固的免疫抑制性肿瘤微环境(TME)。
在这座由肿瘤细胞构建的“壁垒”中,肿瘤相关成纤维细胞(CAF)通过分泌IL-6、CXCL1等多种炎性因子,形成了阻碍免疫细胞浸润和发挥杀伤活性的物理与生化屏障。如何打破这层屏障,将“冷肿瘤”转化为对免疫治疗敏感的“热肿瘤”,是当前抗肿瘤免疫领域要解决的关键问题。
近日,中山大学肿瘤防治中心和广东省人民医院研究团队在国际权威期刊《癌症研究》发表了论文,该研究首次发现,周期性实施模拟禁食饮食(FMD)能通过抑制乳腺癌细胞的糖酵解,切断肿瘤细胞与CAF之间的PDGFC-PDGFRα通讯,从而精准抑制免疫抑制性炎性CAF(iCAF)的产生,显著增加肿瘤内免疫细胞的浸润与活性,缓解免疫治疗耐药。

研究者在MMTV-PyMT自发乳腺癌小鼠模型和4T1原位移植瘤小鼠模型中开展实验,对小鼠实施周期性的模拟禁食饮食(FMD),每周为1轮,每轮中1天热量限制50%、3天热量限制90%、3天自由进食。
实验结果显示,FMD组小鼠的肿瘤体积和重量均显著下降,且自发肿瘤数量明显减少,小鼠体重在补充进食后可顺利恢复。
研究者对小鼠的113303个细胞进行了单细胞转录组测序,分析发现FMD显著降低了肿瘤上皮细胞的比例,尤其是其中具有极强干性和分化潜能的Epi4_Krt19细胞群;同时,显著增加了促凋亡和招募免疫细胞的Epi5_Timp3细胞群。免疫荧光结果显示,FMD干预后,肿瘤内增殖标志物Ki67表达大跌,而凋亡标志物活化型Caspase-3飙升。
乳腺癌微环境在FMD后得到了全面的改善。FMD显著提升了瘤内NK细胞、CD4+T细胞和γδT细胞等免疫细胞的浸润比例,细胞毒性相关基因(如Gzmb、Gzmk)和激活增殖基因(如Mki67)表达显著上调。
基质细胞分析发现,FMD还参与调控CAF的分化。CAF主要可分为肌纤维母细胞样CAF(myCAF)、iCAF和抗原呈递型CAF(apCAF)三大类。FMD组的iCAF比例大幅度减少,而apCAF比例明显上升。
研究人员通过小鼠样本和人乳腺癌TCGA数据库验证发现,iCAF评分与T细胞浸润比例呈现显著的负相关性。
这表明,FMD正是通过重塑CAF表型,拆除了阻碍T细胞浸润的iCAF高墙。
进一步分析发现,模拟禁食培养基(FMM)直接干预并不能改变原代CAF的表型,FMD应当通过某种由肿瘤细胞介导的间接机制发挥作用。
FMD带来的极低糖环境抑制了肿瘤细胞的糖酵解过程,使其关键酶HK2、PKM2、LDHA表达骤降,葡萄糖摄取和乳酸分泌能力全面下调。糖酵解的受阻直接导致了肿瘤细胞中PDGFC的转录与分泌受抑,使肿瘤细胞与CAF之间的核心信号轴PDGFC-PDGFRα受阻,这一信号轴下游是驱动CAF向iCAF极化的JAK/STAT3信号通路。
在CAF中加入JAK1/2抑制剂芦可替尼,能几乎完全逆转PDGFC诱导的iCAF分化。
据此,研究者设计了一套联合用药方案,FMD+PDGFR抑制剂+抗PD-L1抗体。这一三联方案在4T1小鼠模型中展现出了强劲的抗肿瘤效果,瘤内免疫细胞浸润增加,安全性也表现良好。
这一研究表明,模拟禁食饮食能与靶向、免疫药物产生强大的协同效应,这为临床克服复杂的乳腺癌免疫治疗耐药、把“冷肿瘤”彻底变“热”,提供了一种安全、可行且极具前瞻性的创新路径。