重组抗人Podoplanin靶向单链免疫毒素在治疗转移性非小细胞肺癌中的应用

The incidence and mortality of lung cancer is swiftly increasing in these years. More than 80% of lung cancers are classified as non-small cell lung cancer (NSCLC), about 65% of which present with locally advanced or metastatic disease. Although radiotherapy, chemotherapy, and current targeted therapy may work to some extent, the prognosis of these patients is poor and pathetic. Therefore, it is urgent to develop new therapies to treat this disease. As an innovative targeted therapy, the 3rd-generation immunotoxins provide higher affinity to the tumor antigen, greater tumor penetration, and enhanced therapeutic efficacy. Targeting the tumor antigen—Podoplanin that is highly expressed in NSCLC, a new anti-podoplanin targeted single-chain immunotoxin was constructed, synthesized, and purified. Our preliminary data showed that its binding affinity, stability, and internalization were attractive and satisfactory. In addition, in vitro cytotoxicity test, subcutaneous lung cancer xenograft model, and in vivo metastatic lung cancer mouse model will be established to further analyze the preclinical application of this immunotoxin. The tumor growth monitoring curve, bioluminescence live imaging, Kaplan-Meier survival curve, and pathohistological section will be utilized to comprehensively evaluate its in vivo preclinical antitumor efficacy. As an emerging anti-tumor therapy, the anti-podoplanin targeted immunotoxin may have a robust potential to be translated to the clinic to help those NSCLC patients in the future.

近年来肺癌的发病率和死亡率快速增长，逾80%为非小细胞肺癌，其中约65%的患者首诊时已发生局部进展或远处转移，放化疗及目前的靶向治疗疗效均不甚理想，预后很差，因此新疗法的开发已刻不容缓。第三代靶向免疫毒素具有高特异性、高穿透性及高杀伤力等优点，为肿瘤的靶向疗法提供了全新的选择。本课题针对非小细胞肺癌中高表达的Podoplanin肿瘤抗原，前期构建了抗人Podoplanin靶向单链第三代免疫毒素，成功合成并纯化后发现其Podoplanin抗原特异亲合力、稳定性及内化率均十分理想。我们拟通过细胞毒试验、异种移植瘤模型及裸小鼠转移性肺癌模型进一步研究其在治疗转移性非小细胞肺癌中的作用，并依靠肿瘤生长曲线、生物发光活体成像、生存曲线分析及各器官病理组织学检测等方法综合评估该疗法在细胞及动物模型等临床前研究中的疗效。旨在为未来的临床研究奠定坚实基础，以期为广大转移性非小细胞肺癌患者带来新的希望。

非小细胞肺癌，包括鳞癌和腺癌，是世界第一大肿瘤死因，而至今治疗手段有限且预后不良。本研究旨在调查podoplanin这一靶点在非小细胞肺癌尤其是鳞癌中的表达，及其与临床病理、预后的关系，并通过细胞和动物实验来探索其在非小细胞肺癌中的潜在治疗价值。鳞癌病例主要由复旦大学附属肿瘤医院2012年期间收治的440名连续患者中选取符合条件的患者，最终确定70名患者的标本进行检测。其中，28例（40%）为podoplanin阳性，且其表达与患者的胸膜转移（46.4% vs. 9.5%, P = 0.001），淋巴管侵袭 （25.0% vs. 9.5%, P = 0.08），及淋巴结转移（53.6% vs. 33.3%, P = 0.09）均高度相关，并且与更差的患者生存密切相关（P = 0.07）。这一结果也进一步在癌症遗传图谱（The Cancer Genome Atlas，TCGA）的大样本分析中得到确认，podoplanin高表达的病例预后明显较差（P = 0.05）。而在腺癌患者的分析中并未发现这一关联。在人类蛋白组图数据库分析中，podoplanin在正常组织中不表达或者表达极低，并且低于临床常用的其他靶点如表皮生长因子受体（EGFR），成纤维细胞生长因子1(FGFR1), Kras, MET和PIK3CA等。通过进一步试验，我们确认了Podoplanin高度特异性地表达在H226（鳞癌）细胞表面，而不表达于阴性对照的A549（非鳞癌）细胞表面。进而的离体细胞实验研究中，我们发现podoplanin阳性的H226细胞对抗podoplanin NZ-1免疫毒素的敏感性比podoplanin阴性的A549细胞高出近500倍。而且，在裸小鼠皮下肺癌移植瘤模型中，靶向抗podoplanin的NZ-1免疫毒素能够显著地抑制podoplanin阳性的H226细胞生长，却不能抑制podoplanin阴性的A549细胞生长 （P < 0.05）。本研究揭示了podoplanin的表达升高与肺鳞癌患者的一系列侵袭转移相关的临床病理特点及较差的患者预后明显相关。基于本研究的细胞和动物实验结果，podoplanin可以作为一个全新的以鳞癌为主的非小细胞肺癌靶向治疗的潜在治疗位点。