肺癌是第一大肿瘤杀手，肺癌脑转移（LCBM）患者预后更差。目前以奥希替尼为代表的第三代酪氨酸激酶抑制剂（TKI）在靶向治疗EGFR突变的肺癌脑转移中呈现出良好的效果，但是靶向治疗后出现的耐药问题严重困扰着临床医生和患者。囿于肺癌脑转移标本获取困难、模型难建等问题，TKI如何影响肺癌脑转移的免疫微环境目前尚不清楚。因此，为了深入理解TKI治疗前后肺癌脑转移免疫微环境的动态变化，克服免疫逃逸，华山医院神经外科毛颖教授团队立足临床问题，将临床和基础研究紧密结合，利用国家神经疾病中心的优势，对此问题展开了研究。

2024年10月17日，复旦大学附属华山医院毛颖教授、花玮教授、迟喻丹研究员团队在Cancer Cell期刊（影响因子48.8分）在线发表了题为“Overcoming tyrosine kinase inhibitor resistance in lung cancer brain metastasis with CTLA4 blockade”的研究论文。该研究对肺癌脑转移样本进行单细胞测序，结果发现酪氨酸激酶抑制剂（如奥希替尼）能重塑肺癌脑转移的免疫微环境，在增加T细胞浸润的同时会上调免疫检查点CTLA4的表达，导致免疫逃逸；进一步在肺癌脑转移动物模型中，证实TKI和CTLA4单抗联合用药能有效激活T细胞，克服TKI后的免疫逃逸，为临床治疗肺癌脑转移提供了新思路。

该研究收集了31例涵盖不同基因突变和靶向治疗的新鲜肺癌脑转移肿瘤样本，用单细胞测序技术描绘了其免疫微环境图谱，结果发现肺癌脑转移中的T细胞浸润程度要高于原发脑胶质瘤等，与肺癌原发灶类似。进一步分析发现，EGFR突变的肺癌脑转移中T细胞浸润相对匮乏。有趣的是，在接受过TKI治疗的样本中，T细胞浸润显著提高；但是在这些浸润的T细胞中，负性的免疫检查点CTLA4表达也随之升高，提示靶向治疗虽然改善了T细胞匮乏的状态，但浸润的T细胞并不能发挥相应的功能。这一发现也在196例的临床样本中得到了验证。

在机制上，该研究发现TKI会刺激肿瘤细胞释放HMGB1和CALR等免疫分子，进而刺激Toll样受体激活巨噬细胞、招募T细胞，从而导致TKI治疗后T细胞浸润增加。同时，肿瘤中浸润的T细胞也会通过Toll样受体识别HMGB1等，进一步激活了NF-κB信号通路，其中的p65转录因子可以与CTLA4结合，促进其表达上调。

该研究还构建了EGFR突变的肺癌脑转移小鼠模型，模拟临床上EGFR突变的肺癌脑转移。在动物模型中，TKI和CTLA4单抗的联合疗法能显著延长荷瘤小鼠的生存时间，进一步的单细胞测序证实联合治疗能增加效应T细胞的比例，这意味着T细胞杀伤肿瘤的功能的确得到了增强，克服了免疫逃逸，实现了免疫重振。荷瘤小鼠的肝、肺并未观察到病理损伤表现，各项生化指标均正常，提示该联合治疗方法安全。

综上，该研究详细刻画了靶向治疗前后肺癌脑转移免疫微环境的变化，揭示了TKI通过CTLA4上调来重塑负性免疫微环境的机制，并在动物模型中实现了免疫重振，为临床治疗靶向耐药的肺癌脑转移患者提供了新的思路。

复旦大学附属华山医院神经外科毛颖/花玮教授、迟喻丹研究员为该论文的共同通讯作者。复旦大学附属华山医院神经外科傅敏杰博士、复旦大学脑转院赵加旭博士后为共同第一作者。

Fu et al., Overcoming tyrosine kinase inhibitor resistance in lung cancer brain metastasis with CTLA4 blockade, Cancer Cell (2024), https://doi.org/10.1016/j.ccell.2024.09.012