帕博西利布通过促进细胞凋亡和免疫调节作用，增强口腔鳞状细胞癌患者的放射治疗疗效

《International Journal of Radiation Oncology*Biology*Physics》：Palbociclib Enhances Radiotherapy Efficacy by Promoting Apoptosis and Immune Modulation in Oral Squamous Cell Carcinoma

李鹏义|李佩璇|涂.Resources|廖彩兰|钟宜秀|蒋怡桑|徐飞婷

台湾彰化市昭詹纪念医院放射肿瘤科

摘要

背景

放疗（RT）仍是治疗口腔鳞状细胞癌（OSCC）的基石，但其疗效常常受到耐药机制的阻碍。选择性CDK4/6抑制剂帕博西替布（Palbociclib）不仅显示出抑制肿瘤生长的潜力，还具有调节免疫反应的作用。

方法

我们使用SAS和MOC1细胞系以及荷瘤MOC1小鼠模型，评估了帕博西替布与放疗联合治疗OSCC的协同作用。通过MTT、克隆形成实验、流式细胞术和凋亡标记物分析来评估体外的细胞毒性和放射敏感性。通过肿瘤生长监测、组织病理学和免疫组化（IHC）来评估体内的疗效和毒性。通过流式细胞术和IHC进行免疫分析，以研究先天性和适应性免疫反应及免疫抑制成分。

结果

帕博西替布显著增强了放疗诱导的细胞毒性，促进了G1期细胞停滞，并激活了外在和内在的凋亡途径。体内联合治疗比单独使用任何一种疗法更有效地抑制了肿瘤生长，且未引起全身毒性。免疫分析显示M1巨噬细胞、自然杀伤细胞、细胞毒性T细胞和效应记忆T细胞的浸润和活化增加。同时，帕博西替布通过减少肿瘤和淋巴组织中的M2巨噬细胞、髓系来源的抑制细胞（MDSCs）、调节性T细胞（Tregs）和程序性死亡配体1（PD-L1）的表达，减轻了放疗引起的免疫抑制。

结论

帕博西替布不仅增强了放疗的直接抗肿瘤效应，还调节了肿瘤的免疫微环境，提高了免疫原性并减少了免疫抑制途径。这些发现支持帕博西替布作为OSCC治疗中放射增敏剂和免疫调节剂的潜力。

引言

口腔鳞状细胞癌（OSCC）是头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）中最常见的亚型，起源于口腔黏膜上皮。它影响外观、言语、吞咽和味觉，大大降低了生活质量。其发病率和死亡率在全球范围内都在上升，尤其是在发展中国家。由于男性更多暴露于烟草、酒精、槟榔和人乳头瘤病毒（HPV）感染等风险因素，因此受影响更严重。OSCC的发展涉及慢性炎症、氧化应激、遗传和表观遗传改变以及肿瘤微环境的形成，导致潜在的癌前病变发生恶性转化（1, 2, 3）。

OSCC的传统治疗方法包括手术、放疗（RT）和化疗。最近，靶向治疗和免疫疗法显示出广阔的前景（1）。在管理HNSCC时，放疗仍然是关键疗法，通过辐射诱导的DNA损伤抑制肿瘤细胞增殖并诱导细胞死亡。对于不适合手术或手术效果不佳的患者，放疗可以提供有效的局部和区域疾病控制（4, 5, 6）。为了提高疗效，目前正在积极探索与放疗联合使用的新辅助药物。

周期依赖性激酶（CDKs）通过 cyclins 的激活来调节细胞周期。其中，CDK4和CDK6与cyclin D形成复合物，磷酸化视网膜母细胞瘤蛋白（Rb1），释放E2F转录因子，促进G1-S期转换（7）。在大多数HNSCC病例中，p16的失活导致细胞周期失调和不受控制的增殖，从而降低了OSCC患者的生存率。在25-43%的OSCC病例中观察到cyclin D1（CCND1）的扩增，这会增强肿瘤增殖并与侵袭性形态和不良预后相关（1）。cyclin D–CDK4/6–Rb1通路的频繁改变表明CDK4/6是一个治疗靶点，选择性抑制剂如帕博西替布和dinaciclib通过恢复细胞周期控制显示出抑制肿瘤生长的潜力（8, 9, 10）。

临床前研究表明，CDK抑制剂可提高癌细胞的放射敏感性。在口腔OSCC中，帕博西替布会干扰DNA修复，加剧辐射诱导的DNA损伤（11, 12, 13）。基于这些发现，Ngamphaiboon等人开展了一项临床试验，将帕博西替布、西妥昔单抗和放疗联合用于p16阴性的局部晚期HNSCC患者，显示出良好的耐受性和令人鼓舞的疗效（14）。这些结果支持进一步研究CDK抑制剂，特别是帕博西替布与放疗在HNSCC（包括OSCC）中的应用。

恶性肿瘤由嵌入复杂肿瘤微环境（TME）中的癌细胞组成。除了癌细胞本身，TME还包括多种细胞成分，如肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）、髓系来源的抑制细胞（MDSCs）和调节性T细胞（Tregs），以及非细胞成分如细胞外基质（ECM）和淋巴血管网络。这些元素共同构成了一个高度动态和适应性的生态系统，调控肿瘤的发生、进展和治疗反应。越来越多的证据表明，这种微环境具有保护性和免疫抑制作用，促进癌细胞存活并导致放射抵抗（15,16）。

Scirocchi等人发现，帕博西替布通过重塑肿瘤微环境发挥免疫调节作用，可能通过抑制Tregs和MDSCs来实现（17）。除了其在抑制DNA修复中的作用外，尚不清楚CDK抑制剂是否通过其他调节机制提高OSCC的放射敏感性。因此，本研究旨在探究帕博西替布与放疗联合使用的免疫调节效应，重点关注抗肿瘤免疫细胞的激活和免疫抑制群体的抑制，以阐明CDK4/6抑制与放疗协同促进免疫激活的潜在机制。

章节摘录

口腔癌细胞培养

小鼠口腔鳞状细胞癌细胞系（MOC1）从KERAFAST公司（美国马萨诸塞州波士顿）购买，并在添加了10%胎牛血清（FBS）、5 mg/mL胰岛素、40 mg/L氢化可的松、5 mg/L表皮生长因子（EGF）和1%青霉素-链霉素的Iscove改良Dulbecco培养基（IMDM）中培养。试剂来自Sigma-Aldrich公司（美国密苏里州圣路易斯）。人类口腔癌细胞系SAS则在Dulbecco改良Eagle培养基（DMEM；Thermo Fisher）中培养

帕博西替布增强口腔鳞状细胞癌细胞的放射敏感性

为了评估帕博西替布对OSCC细胞系的细胞毒性作用，对SAS和MOC1细胞进行了MTT实验。如图1A所示，帕博西替布以剂量和时间依赖的方式降低了细胞存活率。选择了48小时时两个细胞系的约IC??值用于后续的联合研究。然后进行了克隆形成实验，以探讨帕博西替布是否增强OSCC细胞的放射敏感性。值得注意的是，克隆形成能力显著下降

讨论

多项研究利用细胞模型表明，CDK抑制剂可通过诱导衰老、有丝分裂死亡和细胞周期停滞，以及干扰DNA修复机制，使HNSCC细胞对放射更敏感（11, 12, 13）。基于这些发现，我们的研究表明，选择性CDK4/6抑制剂帕博西替布显著增强了放疗在OSCC模型中的细胞毒性和放射敏感性作用。体外和体内数据一致表明

作者贡献

李鹏义、李佩璇、涂Resources和廖彩兰进行了实验。李鹏义和李佩璇负责撰写论文。蒋怡桑和徐飞婷参与论文编辑。廖彩兰和涂Resources进行了统计分析。徐飞婷构思了研究并监督了项目。

资金支持

本研究得到了台湾彰詹纪念医院和台湾国立大学医院（ID: SRD-113027和RD2023-002）的财政支持。此外，还得到了台湾国家科学技术委员会（NSTC 112-2314-B-039-063-MY3和NSTC 112-2314-B-442-002-MY3）的支持。

伦理批准和参与同意：涉及动物受试者的研究

实验所用小鼠来自国家实验动物中心，所有程序均获得中国医科大学机构动物护理和使用委员会（CMUIACUC-2020–369；批准日期：2022年2月25日）的批准。动物在中国医科大学动物饲养设施中心以12小时光照/黑暗周期和25°C的条件饲养。根据机构伦理指南，允许的最大肿瘤大小或负担

利益冲突声明

作者声明他们与本研究报告的发现或结论没有可能构成利益冲突的财务关系。

致谢

我们衷心感谢彰光纪念医院的分子成像平台在放疗实验中提供的宝贵帮助。