基于高通量筛选技术乳腺癌免疫治疗增效化合物的发现及机理研究

Triple-negative breast cancer（TNBC）is defined as ER negative, PR negative and lacking over expression of Her-2. Triple-negative breast cancer remains associated with high rates of cancer invasion and metastasis. Patients of TNBC do not response to therapeutic targets makes the development of effective treatments difficult. This subtype carries a poorer prognosis. In recent year immunotherapy of breast cancer has made breakthrough progress. Especially the immune checkpoint anti-PD-1 / PD-L1 antibody treatment can effectively prolong survival for partial patients. But there are still more than 50% of patients that did not respond to this treatment because of immune escape. It decreased immunotherapy effects and is the bottleneck of breast cancer immunotherapy. Applicants familiar with HTS2 technology，a high-throughput screening based on gene expression signature, which can efficiently and accurately screen immunotherapy synergistic compounds. In this project, we plan to screen new small molecules of synergizing anti-tumor immunity and identify the mechanism of immunotherapy synergist. This study may be valuable for the design of effective therapeutic strategies for this disease.

三阴性乳腺癌（triple negative breast cancer, TNBC）是指雌激素受体、孕激素受体和表皮生长因子受体都呈阴性的乳腺癌亚型，具有侵袭性强、易转移的生物学特点。三阴性乳腺癌预后差，缺乏药物靶点。近年来乳腺癌的肿瘤免疫治疗取得了突破性的进展，特别是免疫检查点anti-PD-1/PD-L1抗体治疗能有效延长部分患者的生存期。但是仍有50%以上的患者对这种治疗没有反应，存在不同程度的免疫逃逸现象，降低了免疫治疗的效果，成为乳腺癌免疫治疗的瓶颈。因此研发能快速诱导抗肿瘤反应并能延长患者生存期的免疫治疗增效药物是一个非常有吸引力的研究方向。申请者熟悉并掌握了基于“特征性基因表达谱”的高通量筛选HTS2技术，能高效准确的筛选出免疫治疗增效化合物。该申请旨在发现新型免疫治疗增效化合物，研究其调节免疫微环境，活化机体抗肿瘤免疫的功能及机制，为乳腺癌的免疫治疗联合用药提供新思路。

三阴性乳腺癌是一种侵袭性强、致死率高的乳腺癌亚型，在乳腺癌患者中的比例高达15%。三阴性乳腺癌患者对大多数治疗不敏感，如对最新的免疫疗法客观反应率极低至10％。三阴乳腺癌的低客观反应率是由于肿瘤微环境缺少效应T 细胞的浸润，因此发现一些促进T 细胞向肿瘤微环境浸润的分子对免疫检查点抑制治疗具有重要意义。.增强免疫治疗的药物筛选目前缺少高通量的筛选模型和策略，本研究中首先定义了一个包含15 个肿瘤免疫表型相关基因组成的特征基因表达谱（TIP），并对该基因表达谱的可靠性和对免疫治疗效果的评价做了分析。然后用基于高通量测序的高通量筛选（HTS2）方法检测了8,199 个化合物对三阴性乳腺癌细胞TIP基因表达的影响，并对小分子化合物进行打分排序，筛选到两种Aurora 激酶抑制剂，ENMD-2076 和TAK-901。该化合物可以逆转人和小鼠三阴性乳腺癌细胞TIP 基因的表达。而TIP 基因的改变能一定程度促进T 细胞向肿瘤的浸润，使肿瘤的免疫状态发生了改变，即由“冷”肿瘤转变为“热肿瘤”。. ENMD-2076 和TAK-901 能够显著增加TIP 中Th1 型趋化因子CXCL10 和CXCL11 的表达，这种调控主要是通过Aurora 激酶A 和STAT3 磷酸化发挥作用。同时，这些小分子在肿瘤异体移植小鼠模型中显著地增强了肿瘤细胞对PD-1 免疫检查点疗法的敏感性。本研究通过能够逆转TIP 基因表达谱的筛选策略，发现ENMD-2076 或TAK-901 能够增加CXCL10 和CXCL11 趋化因子的表达进而趋化CD8+的T 细胞向肿瘤微环境浸润，与检查点阻断的免疫疗法联合治疗三阴性乳腺癌具有潜在的治疗潜力，通过证实具有该策略为三阴性乳腺癌的治疗提供了新的思路。利用TIP 基因表达谱的高通量药物筛选方法具有很好的转化前景。