曲妥珠单抗 Fab 与 HER2 胞外结构域结合的分子结构。
曲妥珠单抗 Fab 与 HER2 胞外结构域结合的分子结构。(Simon Caulton / Wikimedia Commons;CC BY-SA 3.0)

类器官、细胞模型与临床数据的比较

2025 年 4 月 14 日,Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 发表复旦大学(Fudan University)团队的 HER2 阳性乳腺癌研究。论文关注抗体偶联药物(antibody–drug conjugates,ADC)的敏感性差异,重点研究药物结合靶点之后的细胞内运输过程。

团队从 9 例未经治疗、激素受体阴性且 HER2 阳性的乳腺癌患者样本建立患者来源类器官。按德曲妥珠单抗(T-DXd)的响应,3 例被划入敏感组、4 例被划入较低敏感组;后者在高浓度下仍有响应,属于相对敏感性下降。

研究另建立了对 T-DXd 敏感性降低的 SKBR3 细胞模型,并分析 I-SPY2 临床试验中恩美曲妥珠单抗(T-DM1)联合帕妥珠单抗相关资料。3 个来源分别代表患者组织、细胞适应性变化和临床表达信息,用来寻找共同的机制线索。

表达筛选与 SNX10 功能验证

分析先把相关通路分为 HER2、细胞内运输、溶酶体及药物载荷 4 类。较低敏感类器官与临床未达到病理完全缓解的样本,在 HER2 相关及运输通路上出现变化;溶酶体及载荷相关通路的评分未见显著变化,细胞模型也支持运输环节的异常。

研究比较类器官和细胞模型共同变化的基因,其中 25 个与囊泡运输有关。进一步与临床资料交叉后,SNX10 在 3 个数据来源中都表现为降低,且变化幅度较大。SNX10 属于参与内体分选的蛋白家族,因此成为后续功能研究的重点。

在 HER2 阳性细胞中降低 SNX10,会减弱 T-DXd 和 T-DM1 的作用;在敏感性降低的 SKBR3 细胞模型中提高 SNX10 表达,可使两种药物的敏感性恢复至接近亲本细胞的水平。团队也考察细胞增殖速度变化的影响,在增殖能力接近的条件下仍观察到敏感性差别。

HER2 靶向药物与 ADC 载荷的响应比较

SNX10 降低后,细胞对曲妥珠单抗、图卡替尼和奈拉替尼等其他 HER2 靶向药物的敏感性也下降。相对地,单独测试 T-DXd 与 T-DM1 的细胞毒载荷 DXd 和 DM1,未观察到同样的响应变化。这一对照将主要研究方向指向 HER2 相关环节。

细胞内 HER2 蛋白减少,但编码它的 ERBB2 信使 RNA 没有相应下降。进一步分析发现,SNX10 缺乏会加快 HER2 蛋白降解。溶酶体抑制剂能够恢复 HER2 蛋白水平,而所测试的蛋白酶体抑制未产生相同结果。

论文还报告小鼠移植瘤中的一致变化:从肿瘤体积变化看,SNX10 降低的肿瘤对两种 ADC 的反应较弱。

HER2 内吞未明显改变,回收运输减弱

流式检测显示 SNX10 降低后,细胞表面 HER2 减少;成像同时观察到 HER2 在细胞内部的相对积累。追踪实验中,整体内吞量没有明显变化,受体返回细胞表面的回收过程却减弱。

研究进一步发现 HER2 与溶酶体标志物的共定位增加,与回收内体蛋白 RAB11A 的共定位减少。SNX10 缺乏也使 RAB11A 的转录与蛋白表达下降;恢复 RAB11A 后,HER2 表面水平、回收运输及对两种 ADC 的敏感性均得到改善。

抑制回收运输时,一个原本敏感的患者类器官对两种 ADC 的响应也减弱。SNX10 在细胞中与早期及回收内体标志物共定位,而在晚期内体中未显示相同分布,为受体分选过程提供补充线索。

STAT1 活性与 RAB11A 表达的联系

蛋白相互作用实验和成像显示,SNX10 与 STAT1 可处于同一相互作用复合体,在细胞质中部分共定位;SNX10 的 PX 结构域对该相互作用必要。启动子结合实验表明,STAT1 可结合 RAB11A 启动子;SNX10 降低时,结合及 STAT1 相关磷酸化均减少。SNX10 具体如何影响 STAT1 活化仍需研究。

在这一模型中,SNX10、STAT1 与 RAB11A 构成调控 HER2 回收运输的机制链。研究中的类器官提供患者间药物响应差异,细胞干预用于检验具体环节,临床转录组则提供与治疗响应相联系的表达线索。

患者类器官对应的原肿瘤免疫组化中,较低敏感组的 SNX10、RAB11A 和磷酸化 STAT1 评分较低,整体 HER2 H-score 未见显著差异。作者提出 SNX10 可能成为预测标志物,同时指出需要更大临床队列验证。机制研究集中于 HER2 扩增/阳性模型,在 HER2 低表达肿瘤及其他靶点 ADC 中是否适用仍未确定。

来源与延伸阅读

  1. Chen Yu-Fei et al. SNX10 deficiency impairs sensitivity to anti-HER2 antibody–drug conjugates via altering HER2 trafficking in HER2-positive breast cancer. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2025-04-14. doi:10.1073/pnas.2417586122. ↗