Nature：干扰素-ε是一种肿瘤抑制因子，可抑制卵巢癌
2023年8月16日，澳大利亚哈德逊医学研究所及蒙纳士大学的研究团队在《Nature》期刊发表了题为“Interferon-ε is a tumour suppressor and restricts ovarian cancer”的文章。该研究表明：IFNε在输卵管上皮细胞（高级别浆液性卵巢癌的起源细胞）中组成性表达，然后在这些肿瘤的发展过程中消失。IFNε抗肿瘤活性机制直接作用于肿瘤细胞，激活抗肿瘤免疫。IFNε能激活抗肿瘤T细胞和自然杀伤细胞，阻止髓源性抑制细胞和调节性T细胞的积累和激活。
高级别浆液性卵巢癌（HGSOC）是卵巢癌的最常见形式，生存率较低（低于50%），因其出现时间较晚，伴有广泛的腹膜转移和化学耐药性，急需新的治疗方法。IFNε是I型IFN家族抗肿瘤细胞因子的一员，在女性生殖道（FRT）上皮中表达，调节对感染的免疫，但其抗肿瘤活性尚不清楚。IFNε可结合受体IFNAR1和IFNAR2激活JAK-STAT信号通路。从机制上讲，IFNε的独特特性体现在其对衣原体感染的保护中，它通过直接的抗微生物作用和调节局部粘膜免疫反应（在这种情况下是自然杀伤细胞）来抵抗衣原体感染。这与传统的I型IFNs（IFNα和IFNβ）形成鲜明对比，后者通过与T细胞相关的不同机制驱动衣原体感染的发病机制。事实上，IFNε与传统IFNs有许多不同之处，包括其上皮表达、激素调控及缺乏模式识别受体通路的调节，这些通路诱导传统IFNs对病原体或癌症中可能产生的“危险”信号做出反应。而这篇研究证明了IFNε具有保守的、跨物种的内在抗肿瘤特性，它在输卵管上皮中组成性表达，在卵巢肿瘤发生中表达缺失，证明IFNε是一种独特的肿瘤抑制因子。
免疫组化（IHC）染色显示IFNε在所有健康女性的FT上皮细胞中均有表达。这种IFNε蛋白表达模式在小鼠输卵管中是保守的，并且只检测到IFNε在上皮表达，其他IFNs几乎没测到。IFNε在低级别浆液性卵巢癌（LGSOC）和高级别浆液性卵巢癌（HGSOC）中表达水平显著降低。同样，在健康的FT上皮或肿瘤中均未检测到其他IFNs。用卵巢癌细胞系ID8建立了原位、同基因的HGSOC临床前模型。在注射细胞后，肿瘤在FT附近生长为“原发”肿瘤，并转移到腹膜腔，形成出血性腹水，继发性肿瘤沉积在横膈膜、腹膜壁和肠系膜上，类似于患有HGSOC的女性。结果表明，与野生型小鼠相比，在注射后6周，Ifne -/-小鼠的肿瘤扩散和腹腔转移性生长显著增加。在Ifne -/-小鼠中，某些腹膜免疫细胞群的总数也有所升高。这些数据表明IFNε具有许多内源性肿瘤抑制因子的特征。（见图1）
图1. IFNε在HGSOC中表达水平下降
（文中所有图片均来源于《Nature》杂志）
为了进一步了解IFNε的内在抗肿瘤特性和其潜在机制，研究者研究了重组IFNε在几个临床前模型中的作用。在ID8模型中，注射重组小鼠IFNε，蛋白呈剂量依赖性显著抑制腹膜转移瘤的生长。接种3天后注射IFNε抑制了这些“正在发展”的肿瘤。将IFNε处理的开始时间延迟4周以允许原位肿瘤形成，结果显示IFNε的总体疗效没有降低。为了研究IFNε对腹膜转移的影响，研究者在晚期卵巢癌模型中建立了腹膜转移模型，将ID8肿瘤细胞直接注射到腹膜腔中，之后它们在腹膜壁、腹膜器官和肠系膜上形成广泛的肿瘤沉积物，以及出血性恶性腹水，反映了女性晚期卵巢癌的表现。在该模型中，IFNε同样有效地抑制高肿瘤负荷，减少腹腔肿瘤生长和恶性出血性腹水的发展。（见图2）
图2. IFNε抑制发展中、已建立和晚期卵巢癌腹膜转移模型
从ID8模型小鼠中回收了经IFNε或PBS处理的腹膜渗出细胞（PECs），并将其与ID8细胞一起体外孵育。观察到ID8细胞与ifnε处理小鼠的腹膜细胞一起孵育后，细胞毒性CD8 + T和自然杀伤细胞的CD107a表达增加。IFNε显示出剂量依赖性诱导ID8细胞凋亡。通过xCELLigence和MTT检测，IFNε也显示出剂量依赖性的抗增殖作用。与上述在体内肿瘤模型中的观察结果一致，在体外实验中，IFNε比IFNβ更有效。然而，这些ID8肿瘤细胞的转录组学分析表明，IFNε并不是通过不同的基因介导这种作用，而是诱导了与IFNβ相同的基因，但其效力更高。随后，研究者研究了缺乏Ifnar1小鼠的肿瘤发展，Ifnar1编码所有I型IFNs的受体。在该模型中，宿主Ifnar1−/−细胞，包括免疫细胞，不能直接对IFNε产生应答，只有移植的Ifnar1 +/+ ID8肿瘤细胞才有应答。重组小鼠IFNε抑制了野生型和Ifnar1−/−小鼠的总体肿瘤转移负荷。Ifnar1 - / -小鼠肿瘤的显著减少表明IFNε对肿瘤细胞有直接作用，肿瘤细胞是唯一能够对IFN产生反应的细胞。然而，Ifnar1 - / -小鼠的肿瘤抑制综合评分明显低于野生型小鼠（约50%），表明在野生型小鼠中，IFNε抗肿瘤的间接作用（如抗肿瘤免疫应答）显著促进了IFNε的抗肿瘤作用。这些数据表明，IFNε能激活抗肿瘤免疫细胞，它也直接通过肿瘤细胞发挥其抗肿瘤作用。（见图3）
图3. IFNε抗肿瘤活性的机制
由于上述研究确定了IFNε在体外对肿瘤细胞的直接作用，研究者用初级HGSOC的两种病人来源肿瘤异种移植（patient-derived xenograft，PDX）模型（PDX183和PDX111）来测试在活体中，人IFNε对人肿瘤的直接作用。肿瘤移植到NSG小鼠中，将小鼠随机分为两组，分别接受重组人IFNε或PBS治疗，每周3次，持续6周。最后一次注射IFNε后24小时收集腹膜肿瘤细胞进行RNA测序分析，结果显示在HGSOC PDX111中诱导了强烈的应答反应，得到IFNε诱导（n = 105）和抑制（n = 11）基因，在HGSOC PDX183中，IFNε不调节基因表达，因此，从该模型衍生的肿瘤对IFNε的肿瘤生长抑制作用具有抗性。这两种肿瘤都有TP53突变，BRCA1和BRCA2没有突变，然而PDX183在RAD51C启动子上表现出纯合甲基化。接下来，研究者使用了晚期转移性ID8模型，其中Trp53和Brca2基因突变被CRISPR（ID8 TB）引入，更接近于人类肿瘤。在这个晚期HGSOC的同基因模型中，IFNε显示出对肿瘤生长高度有效的剂量依赖性抑制。通过1000 IU IFNε治疗，腹膜液中的“游离”肿瘤细胞几乎完全被消除。这些数据还表明，常见致癌基因Trp53和Brca2的突变不影响对IFNε的反应。用500 IU IFNε治疗可显著降低肿瘤生长，减少了约50%的腹膜淋巴细胞和骨髓细胞的细胞数量，MDSCs（髓源性抑制细胞）几乎完全消除。在剩余的细胞中，IFNε增加了活化的抗肿瘤效应细胞的比例，如CD8 +和CD4 + T细胞和表达活化标志物CD69和PD-1的自然杀伤细胞。（见图4）
图4. IFNε对晚期卵巢癌HGSOC PDX模型及ID8 TB模型的影响
为了确定激活的抗肿瘤免疫细胞在体内对IFNε反应的有效程度，研究者使用CRISPR-Cas9技术生成了Ifnar1−/−ID8 TB细胞系。然后，使用这种ifnar1缺失的肿瘤细胞系研究重组小鼠IFNε在晚期腹膜转移模型中的活性，其中只有宿主细胞会直接对IFN产生反应。令人惊讶的是，这些Ifnar1−/−ID8 TB肿瘤被清除的效果与Ifnar1野生型（ID8 TB）细胞一样有效，表明IFNε的完全抗肿瘤作用可能是免疫介导的。为了进一步阐明抗肿瘤免疫的机制，研究者分析了野生型ID8 TB或Ifnar1−/−ID8 TB肿瘤小鼠的腹膜免疫细胞，MDSCs再次显著降低至接近零。与非荷瘤小鼠相比，荷瘤小鼠CD45 +免疫细胞中的Ki67表达降低，IFNε处理后Ki67表达得以恢复。同样，在荷瘤小鼠中，CD8 + T细胞上CD25的表达降低，但IFNε显著增加了该激活标记物的表达。相反，上调的PD-1在调节性T（T reg）细胞上的表达被IFNε降低，与之前的结果一致。总之，用IFNε处理野生型ID8 TB或Ifnar1 - / - ID8 TB腹膜肿瘤导致免疫环境建立，在这种环境中，抗肿瘤免疫的负调节因子（MDSCs和T细胞）被强烈抑制，但激活的、增殖的T细胞抗肿瘤免疫标志物被诱导表达，导致疾病负担显著减轻。（见图5）
图5. 在ID8 TB晚期卵巢癌模型中，IFNε对IFN反应性和非反应性肿瘤细胞同样有效
综上，IFNε在女性生殖道中是一种固有的肿瘤抑制因子，在HGSOC中，它对免疫细胞有直接作用，还可通过来自肿瘤细胞的因子进行间接免疫调节，表明它用于卵巢癌新的治疗方法中的前景可观。
云克隆开发了与该研究相关的靶标产品，部分指标节选如下：
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