Hippo信號通路與EB病毒感染型胃癌的腫瘤免疫機制

近年來， 隨著多個PD-1免疫檢查點抑製劑的獲批上市以及多個腫瘤免疫臨床試驗獲得的成功，帶動了腫瘤免疫治療的火熱， 也給人類帶來攻克癌症的信心。然而腫瘤免疫治療領域還存在很多未解決的問題， 如只針對某些特定的腫瘤有作用，總體臨床應答率低， 腫瘤免疫聯合治療的安全性， 腫瘤免疫治療後的複發等。 這些難點或困惑很多歸結為腫瘤微環境的問題。

腫瘤生長不僅取決於惡性腫瘤細胞的遺傳改變，也取決於基質、血管、浸潤炎症細胞等腫瘤微環境(tumor microenvironment, TME)的改變。而免疫和炎症是構成腫瘤微環境的兩大核心。越來越多的證據表明，腫瘤相關炎症能夠通過促進血管新生和轉移、顛覆抗腫瘤免疫應答及改變腫瘤細胞對化療葯的敏感性等方面促進腫瘤的生長和進展。

為此， 生物谷主辦2018腫瘤微環境與腫瘤免疫研討會。邀請國內外專家圍繞腫瘤微環境與腫瘤免疫進行深入探討，指導腫瘤臨床診斷與治療新方向。

作為2018腫瘤微環境與腫瘤免疫研討會的特邀嘉賓，周兆才教授將在8月25號的研討會上與各方學者進行學術交流並做精彩報告。演講題目：胃癌發生過程中抗病毒通路與Hippo-YAP通路的互作，以下為周教授的專訪。

周兆才 研究員

上海生科院生物化學與細胞生物學研究所

目前擔任Frontiers in Immunology、Cell Stress等國際學術期刊編輯，上海市生物物理學會理事，主持國家自然科學基金委重大及面上項目。長期從事腫瘤發生與免疫應答的分子細胞信號機制研究，迄今已在JEM、Cancer Cell、Nature Immunology、Nature Communications、EMBO Journal、Cell Research、PNAS等發表研究論文60餘篇，參與編寫英文專著1 部。

生物谷： 我國是胃癌高發國家，發病和死亡例數均約佔世界的50%。胃癌仍是嚴重危害中國居民健康的主要疾病之一。1990年，Burke首次報道EB病毒（EBV）與胃癌存在相關，近年來國內外學者針對EBV相關性胃癌做了一系列研究，提出了多種相關學說，比如潛伏感染、細胞惡性轉化和免疫逃逸等，但是迄今為止，EBV感染和胃癌發病的關係及其機制仍是不清楚的。鑒於周教授長期從事腫瘤發生與免疫應答的分子細胞信號機制研究，我很好奇在闡明EBV相關性胃癌的致癌機制方面到底存在著哪些困難？周教授在這方面取得哪些進展？

周教授：EB病毒是最早發現的人類腫瘤相關病毒，屬人類4型皰疹病毒。EB病毒感染與多種惡性腫瘤的發生密切相關，如鼻咽癌、Burkitt淋巴瘤、霍奇金淋巴瘤、非霍奇金淋巴瘤以及胃癌等。對於EBV相關胃癌研究，存在多個方面亟待解決的問題。首先，EB病毒感染型胃癌約佔人類胃癌病例的10%，其癌變部位多發於賁門和胃體部。事實上人胃粘膜EB病毒感染率往往高達90%以上，但只有極少部分感染者會發生癌變。然而，目前人們對於EB病毒感染後癌變部位的特異性形成機制，尤其是與之相關的宿主特異性信號轉導反應仍然不得而知。其次，EBV相關胃癌與病人預後的關係並不完全明確，EBV感染後如何影響宿主的免疫反應和腫瘤微環境，進而影響到腫瘤發生髮展以及患者預後，也是需要重點探究的關鍵問題。過去研究者一直試圖通過關注單純基因突變探討胃癌的發生機理。而近年來關於EBV的致癌機制研究表明，EBV感染後可導致宿主細胞的表觀遺傳變化，如DNA甲基化上調，進而使抑癌基因沉默，促使細胞癌變（Cancer Res, 2012）。進一步，EBV感染是否可能在不引起基因突變的情況下重塑某些腫瘤相關的細胞信號通路？採用何種分子機制？這些問題仍有待闡明。

我們實驗室長期以Hippo信號通路為抓手，嘗試通過分析通路之間的互作調控解析胃癌發病的信號機制。最近兩年，我們先後揭示了Hippo通路與WNT和IRF3通路之間存在轉錄因子水平的互作調控（Nature Communications, 2017; Journal of Experimental Medicine, 2018），發現了新的胃癌診療標誌物、靶點和藥物前體，為治療特定分子分型胃癌提供了新的策略。特別是，我們發現病毒感染引起的宿主抗病毒天然免疫應答（TBK1-IRF3信號通路）可以促進Hippo信號通路中關鍵轉錄激活子YAP的入核活化，促進胃癌細胞增殖，這為深入闡明EBV相關胃癌發生機制提供了重要線索和基礎。

生物谷：2014年，癌症基因組圖譜研究網路（The Cancer Genome Atlas Research Network, TCGA）提出將胃癌分為4種亞型：EB病毒感染型胃癌、微衛星不穩定型胃癌、基因穩定型胃癌和染色體不穩定型胃癌，那麼周教授是什麼原因促使您選擇研究EB病毒感染型胃癌或者說EBV相關性胃癌呢？這種胃癌亞型有何獨特之處?

周教授：EB病毒感染型胃癌約佔胃癌發病率10%。儘管比例較少，但較其他三種類型胃癌，EBV感染型胃癌DNA高度甲基化，多發生PIK3CA突變， 並且JAK2，PD-L1和PD-L2表達上調。EB病毒感染型胃癌對PD-1等免疫治療的敏感性也最高。腫瘤免疫微環境中淋巴細胞浸潤水平與預後密切相關，尤其在EBV陽性胃癌中，淋巴細胞浸潤現象明顯且預後較好。這就提示我們病毒相關天然免疫應答可能在EB病毒感染型胃癌的發生髮展過程中發揮重要作用。我們實驗室長期圍繞Hippo信號通路及其互作網路探究胃癌病理。因此進一步推斷病毒感染相關的天然免疫應答可能與Hippo通路互作，調控腫瘤細胞增殖。隨後，我們研究發現，病毒入侵宿主之後，首先激活宿主細胞中TBK1-IRF3抗病毒免疫反應，促進腫瘤細胞產生一型干擾素，這在理論上會提高腫瘤免疫原性。然而，在感染後12-24小時，我們觀察到腫瘤細胞中原癌蛋白YAP的活性大大增加，Hippo信號通路下游靶基因的表達上升，從而促進了腫瘤細胞的惡性增殖能力。那麼這兩方面因素在胃癌發生髮展中各自所佔比重如何？進一步，我們通過小鼠胃癌模型研究發現，抑制IRF3活性可以在很大程度上遏制胃癌進展，這說明IRF3活化促進YAP介導胃癌細胞惡性增殖這個方面佔據了主導。未來，我們希望以此為突破口，深入闡釋EB病毒感染型胃癌的發病機制，揭示其免疫治療敏感的分子機制，為全面了解胃癌腫瘤免疫調控機理，從而有效治療胃癌提供理論基礎。

生物谷：我們知道，胃癌中主要存在著ERBB通路、VEGF通路、PI3K/AKT/MTOR通路、RHOA通路、JAK/STAT通路、Hedgehog通路、WNT通路、Notch通路和Hippo通路等，周教授為何選擇研究Hippo通路，這個通路有何與眾不同之處？

周教授：細胞內有許多信號通路，它們相互作用形成網路，共同決定細胞的命運，調控細胞的功能。你列出了與胃癌關係密切的一些信號通路。其中，Hippo通路發現較晚，可以說是一條比較「年輕」的信號通路，但它在進化上高度保守，與其他通路之間存在許多不同之處。Hippo通路被認為是目前已知的調控器官大小的主導性信號通路之一，在成體內處於組成性激活狀態。Hippo通路最為與眾不同的特點之一，是對細胞生長接觸抑制的響應與調控，因此與細胞的「社會群體行為」關係密切。簡單來說，正常細胞遵循一定的「社會群體規範」，它們在生長過程中相互接觸之後，即感知到邊界，從而停止生長；而腫瘤細胞則繞過相關的感知與調控機制，形成惡性增殖。然而，與其他通路不同，Hippo通路關鍵組分在腫瘤中往往並不出現突變，而是更多表現為相關分子表達水平與活性的異常調控。

值得一提的是，Hippo下游的轉錄激活子YAP、TAZ以及下游轉錄因子TEAD在細胞核內與多條信號通路（IRF3、Wnt、p65、AP-1、STAT等）存在廣泛的互作調控，進而調控細胞的多方面功能，這決定了Hippo通路作用的多樣性，也說明Hippo通路的調控模式極具網路化和獨特性。目前，Hippo通路的上游調控機制仍不完全清楚。已知Hippo通路能夠響應多種胞外和胞內信號，比如與細胞社會群體行為有關的細胞間接觸抑制，與器官發育及腫瘤關係密切的機械力，以及基本的細胞代謝與能量狀態等等。Hippo信號關閉後，YAP就會進入細胞核，激活下游靶基因的表達，從而調節多種細胞活動。整體來說，可以認為YAP的入核激活受到兩個方面因素的調控：化學修飾和機械力感應。一方面，以Hippo通路激酶級聯反應介導的磷酸化為代表的「化學修飾」，可以抑制YAP入核活化。另一方面，細胞可以感應基質硬度和剪切力等機械力學信號，通過調控核孔大小而控制YAP出入核，進一步增加了YAP活性調控的多樣性與複雜性。

總而言之，Hippo通路本身的調控機制仍有待進一步深入闡明，而其在胃穩態與特定胃癌亞型中的功能作用與具體機制更是遠沒有透徹理解。然而，Hippo-YAP在胃癌等腫瘤里的病理意義已經逐步明確，靶向Hippo通路的藥物設計方興未艾。比如在腫瘤細胞中靶向YAP和TEAD結合，可抑制腫瘤細胞增值。我們此前也發現了YAP的天然拮抗分子VGLL4，並在闡明其功能機制的基礎上，設計了治療性多肽用於抗胃癌（Cancer Cell, 2017）。

生物谷：之前已有研究表明，抑制YAP（它是Hippo通路下游的一個重要的轉錄共激活因子）是一種很有前景的抗腫瘤免疫治療的手段。而最新研究成果表明YAP抑製劑聯合抗PD-1抗體和癌症疫苗，能夠顯著增強免疫治療效果， 對此您的觀點是什麼？

周教授：UCSD管坤良教授研究發現Hippo通路關鍵激酶LATS參與調控腫瘤細胞的免疫原性（Cell，2017）。此外， YAP在天然免疫應答中的研究報道（Nature immunology，2017，Nature Cell Biology，2017）也提示靶向YAP是一種很有前景的腫瘤免疫治療手段。這方面的研究開闢了Hippo通路的一個新方向；然而這其中仍然有不少科學問題有待解決，比如靶向YAP對腫瘤細胞的免疫原性的影響，YAP的靶向藥物對荷瘤機體內天然免疫細胞和適用性免疫細胞的具體調控作用，YAP以及Hippo通路上游關鍵激酶在調控腫瘤細胞免疫原性以及各類免疫細胞活化方面的具體功能與機制；這些問題均有待進一步闡明。此外，不同於普遍認為的Hippo通路腫瘤抑制功能，某些研究表明Hippo通路也能行使致癌功能（Nature 2013; 493:106–110， Nat Med 2014; 20:599–606）。更加複雜的是，在某些組織或細胞中限制Hippo通路活性，並不一定能提高YAP活性。相似的，YAP過度激活也不一定都導致腫瘤增殖。因此，Hippo通路調控腫瘤和腫瘤免疫具有組織和細胞特異性。這就要求我們，必須深入揭示胃癌不同亞型中Hippo通路及相關網路的調控效應與分子機制，才能提高相關免疫治療的精準性與有效性。

生物谷：周教授發現IRF3抗病毒通路與Hippo通路存在相互作用，在臨床治療上有什麼重要的意義？ 和YAP 相比，IRF3是一個更安全有效的治療胃癌的靶點嗎？

周教授：我們研究發現，Hippo通路與IRF3通路之間存在轉錄因子水平的互作調控，在胃癌樣本和胃癌細胞系中YAP和IRF3存在高度相關性，其相關係數可以高達0.8以上，因此IRF3可作為胃癌新的診療標誌物、靶點。更重要的是干預IRF3可有效遏制胃癌進展，且對機體毒性影響較小，這為治療晚期特別是難治型胃癌提供了可能的治療手段。

我們目前的研究表明靶向IRF3抑制YAP活性，可以起到抗胃癌效果，但另一方面，一個值得思考的問題是如何在抑制IRF3，阻止YAP介導的腫瘤細胞惡性增殖的情況下，進一步結合其他手段提高腫瘤細胞免疫原性。因此，未來對IRF3靶點有效性的評估需要考慮，靶向IRF3是否會影響胃癌的免疫治療，及其怎樣影響不同亞型胃癌的免疫治療敏感性。而這些問題的回答，有賴於對不同胃癌亞型病理機制的全面深入理解。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！