高剂量维生素C诱导LKB1突变肺癌细胞焦亡并增强免疫治疗反应

高剂量维生素C诱导LKB1突变肺癌细胞焦亡并增强免疫治疗反应

研究背景与疾病负担

非小细胞肺癌(NSCLC)是全球癌症死亡的主要原因之一。大约20%-30%的NSCLC患者携带肿瘤抑制基因LKB1(也称为STK11)的突变。LKB1突变的NSCLC被描述为免疫学上的“冷”肿瘤,具有较差的细胞毒性T淋巴细胞浸润和对免疫检查点抑制剂(ICIs),如PD-1/PD-L1抗体的耐药性。这种耐药性导致该患者群体的治疗选择有限和临床结果较差。因此,迫切需要新的策略来克服LKB1突变NSCLC的原发性免疫治疗耐药。

研究设计

由南方医科大学南方医院的白雪、吴德华、董忠义和郭学军领导的研究团队在《Cell Reports Medicine》(2025年8月)上发表了一系列临床前研究。他们使用基因工程LKB1缺陷型NSCLC细胞系和小鼠肿瘤模型,评估了高剂量抗坏血酸(维生素C)对肿瘤细胞活力、氧化应激和对PD-1检查点阻断反应的影响。主要终点包括活性氧(ROS)、细胞死亡表型、肿瘤组织中免疫细胞浸润和联合治疗效果的测量。

关键发现

1. LKB1突变增加ROS易感性和GLUT1表达
LKB1缺陷型肺癌细胞的内源性ROS水平显著高于野生型细胞。研究表明,LKB1突变上调葡萄糖转运蛋白GLUT1,促进氧化型维生素C(脱氢抗坏血酸)进入肿瘤细胞的摄取。

2. 高剂量维生素C选择性诱导LKB1缺陷细胞焦亡
高剂量抗坏血酸(10 mM)进一步放大LKB1突变细胞内的ROS和过氧化氢水平,激活半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(caspase-3)并切割GSDME,从而触发焦亡——一种以膜孔形成和细胞裂解为特征的炎症性程序性细胞死亡。重要的是,高剂量维生素C不会诱导LKB1野生型NSCLC细胞的焦亡。

3. 维生素C通过免疫微环境调节增强免疫治疗敏感性
在小鼠肺癌模型中,高剂量维生素C单独使用可适度但显著地抑制肿瘤生长,但显著提高LKB1突变肿瘤对PD-1阻断的敏感性。分析肿瘤引流淋巴结显示成熟树突状细胞增加,而肿瘤组织则表现出T细胞浸润和增殖增强。这些变化反映了抗原提呈改善和更具免疫原性的肿瘤微环境,这得益于焦亡细胞死亡。

4. GSDME介导的焦亡对协同治疗至关重要
药理学抑制GSDME消除了高剂量维生素C和PD-1抑制联合使用的协同抗肿瘤效应,证实了焦亡在增强免疫反应中的核心作用。

专家评论

该研究开创性地将维生素C通过氧化应激增强和焦亡诱导联系起来,以克服一个特别耐药的NSCLC亚型的免疫逃逸。这一机制与LKB1在氧化还原稳态中的关键作用的理解一致,并强调了如何利用代谢脆弱性进行治疗。尽管临床转化需要谨慎的剂量优化和安全性评估,但这一策略为LKB1突变NSCLC的当前免疫治疗方案提供了有希望的补充。

结论

这项研究揭示,高剂量抗坏血酸通过GLUT1介导的维生素C摄取和ROS依赖的caspase-3/GSDME激活,在LKB1突变NSCLC中选择性诱导焦亡。由此产生的免疫原性细胞死亡重塑了肿瘤微环境,增强了树突状细胞的活化和T细胞介导的免疫反应,克服了对PD-1阻断的原发性耐药。南方医科大学正在进行的II期试验正在评估维生素C、免疫治疗和化疗联合使用的安全性和有效性。这些发现具有潜在的重要临床意义,为改善LKB1突变NSCLC患者的预后提供了一种新的治疗途径。

参考文献

孙X, 蔡X, 李S, 等. 高剂量抗坏血酸选择性诱导LKB1缺陷型肺癌细胞焦亡并增强免疫治疗敏感性. Cell Rep Med. 2025;6(8):102291. doi:10.1016/j.xcrm.2025.102291

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