撰文 | 鹹姐
卵巢癌是一種高度致命的女性生殖系統惡性腫瘤，發病率逐年上升。根據2020年最新的全球癌症統計資料，預計卵巢癌將有30多萬例新增病例和20多萬例死亡病例，使得其成為女性生殖系統最致命的癌症【1】。卵巢癌是一種異質性疾病，包括不同的亞型，最常見的是高級別漿液性卵巢癌（HGSOC），由於缺乏有效的篩查以及其晚期伴有廣泛的腹膜轉移和頻繁的化療耐藥，HGSOC的生存率較低，低於50%【2】。儘管卵巢癌基因改變的發現引入了新的治療方法，如聚（ADP核糖）聚合酶（PARP）抑制劑，但這些藥物僅對部分患者有效。而對於大部分患者，目前迫切地需要開發新的治療方法，這無疑要求人們對調節HGSOC發生和發展機制的腫瘤細胞固有因子和免疫因子有新的認識。
近日，來自澳洲哈德遜醫學研究所的Paul J. Hertzog團隊在Nature上線上發表題為Interferon-ε is a tumour suppressor and restricts ovarian cancer的文章，發現IFNε作為女性生殖系統中一種獨特的腫瘤抑制因子，在輸卵管（FT）上皮（HGSOC起始的地方）中呈現組成性表達，且在卵巢腫瘤的發生中表達缺失，證明其具有保守的、跨物種的內在抗腫瘤特性，同時證明內源性和外源性IFNε在HGSOC的發展和治療中的潛力，尤其是腹膜腔免疫微環境在控制HGSOC轉移中的重要性。
干擾素ε（IFNε）屬於Ⅰ型IFN，由IFN位點上的一個基因編碼，與其他家族成員同源，可結合受體IFNAR1和IFNAR2以激活JAK-STAT信號通路，具有典型的保護性IFN活性。然而，在作用機制上，IFNε與傳統的Ⅰ型IFN之間有很多不同之處，包括其構成、上皮表達、激素調控，並且缺乏模式識別受體途徑的調控（這些途徑通常可誘導傳統IFN對病原體或癌症中可能產生的「危險」信號作出反應），IFNε的獨特特性在抵抗衣原體感染方面尤為明顯，但其抗腫瘤活性尚未確定。
為了確定IFNε是否參與腫瘤發生，本文研究人員首先確定了其在HGSOC和相關起源細胞——FT的分泌上皮細胞（SEC）中的內源性表達。實驗結果顯示IFNε在健康女性FT上皮細胞（FTEC）中表達，且其表達模式在小鼠輸卵管中是保守的，而且IFNε的上皮表達是獨特的，因為幾乎沒有檢測到其他IFN，然而，IFNε在FT中的高表達在轉錄和蛋白水平上均在HGSOC中丟失，由此表明，類似於其他I型IFN，IFNε可能抑制腫瘤的發生。
基於以上發現，本文研究首先利用人HGSOC細胞系CaOV3和OVCAR4，證實了重組人IFNε的確具有抗增殖活性，延長了細胞的倍增時間。然後利用卵巢癌細胞系ID8構建原位移植的臨床前小鼠模型，模擬HGSOC，與野生型小鼠相比，在腫瘤注射後6周，Ifne-/-小鼠腹腔內的腫瘤擴散和轉移生長顯著增加，某些腹膜免疫細胞群的總數也有所增加，由此表明IFNε具有內源性腫瘤抑制因子的許多特徵。為了進一步了解IFNε的內在抗腫瘤特性並表徵其潛在機制，研究人員隨後在幾個臨床前小鼠模型中研究了重組IFNε的作用，實驗結果顯示，IFNε可顯著抑制高腫瘤負荷、減少腹膜腔腫瘤生長和惡性出血性腹水，而且IFNε比相同活性單位的另一種I型IFN IFNβ更有效，體外細胞實驗也得出了類似的結果，由此也表明IFNε——女性生殖系統（FRT）上皮內唯一的IFN——似乎可以抑制在該位置產生的腫瘤（圖1）。值得一提的是，IFNε對腹膜轉移的影響比原發腫瘤更深遠，這一發現無疑具有重要的臨床意義，因為轉移進展是HGSOC女性預後的主要決定因素，目前的臨床護理標準旨在在一線化療前切除原發腫瘤，以防止轉移。
傳統的I型IFN通過對腫瘤細胞的直接作用或對免疫細胞的間接作用來調節腫瘤生長，那麼IFNε的抗腫瘤作用機制是否這些活性有關呢？本文研究人員發現，IFNε既可以調節腫瘤模型中激活的抗腫瘤免疫細胞的比例，又在功能上激活了它們以殺死腫瘤細胞。為了確定IFNε在體內利用的直接和間接抗腫瘤活性模式的相對貢獻，研究人員對Ifnar1（編碼所有I型IFN信號傳導的重要受體）缺失（Ifnar1-/-）小鼠的腫瘤發展進行了表徵，結果顯示諸如抗腫瘤免疫應答的間接作用顯著促進了IFNε的抗腫瘤作用，不過雖然IFNε激活抗腫瘤免疫細胞，但它也可直接通過腫瘤細胞發揮其抗腫瘤作用。
在體外實驗中確定了IFNε對腫瘤細胞的直接作用後，研究人員隨後使用原代HGSOC的PDX模型在體內環境中測試了人IFNε對人類腫瘤的直接作用。本研究選擇了兩種分別對標準治療敏感和難治的HGSOC PDX腫瘤——PDX183和PDX111，在檢測到宏觀腫瘤生長後分別給予小鼠重組人IFNε或PBS治療，每週3次，持續6周。實驗結果顯示，IFNε在HGSOC PDX111中誘導了強大的反應，顯著抑制了其生長，但PDX183衍生的腫瘤對IFNε的腫瘤生長抑制作用具有抗性。這兩種腫瘤都有TP53突變，而BRCA1和BRCA2沒有突變，然而PDX183在RAD51C啟動子上表現出純合甲基化，因此缺乏同源重組，這可能是兩者對IFNε反應性不同的原因，但PDX研究仍可表明，這種類型的腫瘤可以對IFNε的直接抗腫瘤作用產生反應。與此同時，研究人員還發現，IFNε在Trp53和Brca2基因突變的腫瘤模型中引發了高度有效的劑量依賴性抑制。值得注意的是，用1000 IU IFNε治療幾乎完全消除了腹膜液中的「遊離」腫瘤細胞，由此表明常見致癌基因Trp53和Brca2的突變不會影響對IFNε的反應。
最後，為了確定激活的抗腫瘤免疫細胞在體內IFNε反應中的功能有效程度，研究人員構建了Ifnar1-/-ID8TB細胞系。實驗結果顯示，用IFNε治療野生型ID8TB或Ifnar1-/-ID8TB腹膜腫瘤建立了一種免疫環境，其中抗腫瘤免疫的負調節因子（MDSC和Treg細胞）受到強烈抑制，但T細胞上激活的增殖性抗腫瘤免疫標誌物得到促進，從而顯著降低了疾病負荷。由此表明IFNε的免疫調節功能是其在HGSOC中的主要作用機制，而且IFNε甚至可能可以作為對IFN直接刺激產生抗性的腫瘤患者的有效治療方法。
綜上所述，本研究證實IFNε是參與卵巢癌發展和擴散的潛在關鍵因素，是FRT中唯一一種在上皮細胞組成性表達的IFN，由於其固有的抗腫瘤特性，具有獨特的調控和治療相關性。同時本文研究結果表明，IFNε對HGSOC療效的潛在機制包括激活抗腫瘤免疫，以及結合對免疫細胞的直接作用和通過腫瘤細胞衍生因子的間接免疫調節，可以想見，IFNε有潛力成為HGSOC免疫治療的首個靶點。
原文連結：
https://doi.org/10.1038/s41586-023-06421-w
製版人：十一
參考文獻
1. Sung H, et al. Global Cancer Statistics 2020: GLOBOCAN Estimates of Incidence and Mortality Worldwide for 36 Cancers in 185 Countries.CA Cancer J Clin2021, 71:209-249.
2. Patch, A.-M. et al. Whole–genome characterization of chemoresistant ovarian cancer.Nature521, 489–494 (2015).