【Science子刊】华中科技大学陶娟团队：揭秘MerTK巨噬细胞在黑色素瘤中的双重作用

2024年10月，华中科技大学同济医学院附属协和医院陶娟团队在期刊《Science Advances》上发表了题为“MerTK macrophages promote melanoma progression and immunotherapy resistance through AhR-ALKAL1 activation”的研究论文。研究结果阐明了MerTK巨噬细胞的调节机制，并为提高黑色素瘤免疫治疗的有效性提供了策略。

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ado8366

关于黑色素瘤

 01 

黑色素瘤是最常见的原发性皮肤恶性肿瘤，全世界的存活率很低。在过去10年中，癌症免疫疗法取得了重大突破。迄今为止，美国食品药品监督管理局已批准将细胞毒性T淋巴细胞抗原-4（CTLA-4）和程序性细胞死亡蛋白-1/配体1（PD-1/PD-L1）阻断疗法用于治疗各种恶性肿瘤。为了克服免疫治疗耐受性，肿瘤诱导的免疫抑制机制近年来一直是大量研究的重点，现在已经确定了TME中的多个抑制细胞群，肿瘤相关巨噬细胞（TAM）已成为恶性癌症免疫治疗的新兴靶标。

TAM是免疫抑制性TME中一个主要且异质性的不同免疫细胞亚群，在增强恶性肿瘤和抑制抗肿瘤免疫方面发挥重要作用。然而，巨噬细胞亚群的功能表型及其潜在机制，尚不完全清楚。

在这项研究中，使用单细胞分析，团队在黑色素瘤中鉴定了MER原癌基因酪氨酸激酶（MerTK）巨噬细胞的亚群，该亚群显示出强大的免疫抑制活性。研究结果表明，AhR-ALKAL1信号传导是MerTK巨噬细胞的关键调节因子，也是黑色素瘤免疫治疗的有前途的靶点。

MerTK巨噬细胞促进肿瘤生长

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注射氯phosome脂质体后6天，TAM的数量减少。Clophosome脂质体对巨噬细胞的耗竭，如预期般成功地避免了肿瘤生长。无论巨噬细胞耗竭如何，将MerTK巨噬细胞过继转移到受体小鼠中，都恢复了小鼠的肿瘤生长，而MerTK++++++++−巨噬细胞不促进肿瘤生长。去除巨噬细胞后，进行MerTK巨噬细胞过继转移，导致肿瘤生长显著增加，甚至超过小鼠的正常水平。MerTK巨噬细胞过继转移组中，CD8 T细胞百分比降低，同时，IFN-γ和肿瘤坏死因子α阳性（TNF-α）CD4和CD8 T细胞的百分比降低，无论巨噬细胞清除率如何。在MerTK巨噬细胞过继转移组中，也观察到更高水平的免疫检查点PD-1表达。这些数据共同表明，MerTK巨噬细胞通过损害T细胞功能，来加剧肿瘤进展。

MerTK巨噬细胞促进肿瘤生长。

通过AhR抑制靶向TAM，可防止肿瘤生长并增强aPD-L1疗效

 03 

研究结果表明，AhR在调节MerTK介导的吞噬作用和免疫抑制巨噬细胞的极化中起关键作用，从而促进肿瘤进展。为了评估是否可以利用这些知识进行癌症免疫治疗，团队开发了一种纳米载体，用于递送AhR拮抗CH223191，使用甘露糖基化胶束（CH223191-MMic），通过CD206特异性靶向MerTK巨噬细胞。

团队表征了CH223191-MMic制剂，并确认其适用于生物医学应用。最初，胶束中CH223191的释放相对较快，由于胶束涂层的部分损伤，12小时后达到60%的累积释放。团队还证实了共孵育6小时后，巨噬细胞有效摄取Cy3标记的CH223191-MMic。即使在100μg/ml的高浓度下，CH223191-MMic也不会诱导显著的毒性，细胞活力在孵育24小时和48小时后，仍保持在90%以上。MMic早在注射后2小时，就在肿瘤部位有效积累和选择性靶向，在24小时达到峰值强度。在其他器官中观察到有限的荧光，包括心脏、肝脏、脾脏、肺和肾脏，表明MMic主要在肿瘤部位积累，此后逐渐代谢。CH223191-MMic的体内生物相容性评估显示肝肾功能正常，血清生化标志物在正常范围内，未观察到正常器官的病理变化。这些结果共同表明，使用CH223191-MMic作为潜在黑色素瘤疗法的安全性。

通过AhR抑制靶向TAM，可增强aPD-L1疗效。

结论

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与许多新的治疗候选药物相比，MerTK的独特之处在于，由于其在肿瘤中的已知功能，它已经是一个既定的药物靶点。已经开发了小分子MerTK抑制剂，用于EGFR突变非小细胞肺癌与奥希替尼的联合治疗，在人体1期试验中显示出逆转奥希替尼耐药性的有效性 （ClinicalTrials.gov， NCT04762199）。此外，MerTK信号转导充当先天免疫检查点。

在这项研究中，团队阐明了MerTK作为TAM浸润TME中靶点的富集，强调了它在抗PD-1治疗失败后作为先天免疫抵抗机制的作用。研究结果为患者分层和选择针对MerTK、PD-1或PD-L1的联合疗法，提供了机制见解。

参考资料：

1.J.Y. Wang, E. B. Wang, S. M. Swetter, What is melanoma? JAMA 329, 948 (2023).

2.I. Mellman, G. Coukos, G. Dranoff, Cancer immunotherapy comes of age. Nature 480, 480–489 (2011).