摘要：转移性去势抵抗性前列腺癌（metastatic castration-resistant prostate cancer，mCRPC）仍是前列腺癌相关死亡的首要原因。尽管已有多种治疗手段，肿瘤侵袭和转移的分子机制尚未完全阐明，亟需新型治疗策略。本研究开发了完全人源化单克隆抗体（monoclonal antibody，mAb），通过空间位阻效应阻止金属蛋白酶ADAM17（a disintegrin and metalloprotease domain 17；又称TACE）对转化生长因子-β I型受体（transforming growth factor-beta type I receptor，TβRI/TGFβRI）的蛋白水解切割。该切割产生可溶性胞内域（TβRI intracellular domain，TβRI-ICD），转位至去势抵抗性前列腺癌细胞核内，促进上皮-间质转化（epithelial-to-mesenchymal transition，EMT）、侵袭和转移。在两个独立的mCRPC临床队列中，TGFBR1高表达与不良预后相关，且TGFBR1与ADAM17表达呈强正相关。在人原位mCRPC小鼠模型中，治疗性mAb有效阻止TβRI-ICD核积聚，抑制EMT，并抑制肿瘤生长、侵袭和转移至区域淋巴结。值得注意的是，其治疗效果与现行标准化疗药物多西他赛（docetaxel）相当，且在免疫缺陷小鼠中未检测到对体重、近端主动脉或心脏功能的明显副作用。这些发现表明，使用特异性mAb靶向TβRI剪切是一种治疗mCRPC的新型精准医学策略。通过选择性阻断促转移的TβRI-ICD活性而不干扰生理性TGF-β信号，该策略有望为晚期前列腺癌提供更安全、更有效的替代疗法。
论文解读：靶向致癌性TβRI信号通路抑制雄激素非依赖性前列腺癌的生长与转移
本研究发表于《Signal Transduction and Targeted Therapy》。转移性去势抵抗性前列腺癌（metastatic castration-resistant prostate cancer，mCRPC）患者预后极差，现有治疗手段有限。转化生长因子-β（transforming growth factor-beta，TGF-β）在早期为抑癌因子，但在晚期癌症中通过TGF-β I型受体（TGF-β type I receptor，TβRI/TGFBR1）促进上皮-间质转化（epithelial-to-mesenchymal transition，EMT）、侵袭和转移。传统TβRI激酶抑制剂（如galunisertib）因阻断生理性canonical SMAD信号导致心脏瓣膜病变及近端主动脉扩张等严重毒副作用而受限。既往研究表明，TβRI可被金属蛋白酶ADAM17（a disintegrin and metalloprotease domain 17，又称TACE）切割，释放胞内域（TβRI intracellular domain，TβRI-ICD），后者入核与转录共激活因子p300结合上调SNAI1及自身启动子，形成正反馈环路促进mCRPC进展，且TβRI可与血小板反应蛋白1（thrombospondin 1，THBS1）及整合素αV（integrin αV，ITGAV）在细胞迁移前沿组装促转移复合物。基于此，研究人员提出通过完全人源化单克隆抗体（fully human monoclonal antibody，mAb）空间阻断ADAM17/TACE切割位点，选择性抑制TβRI-ICD生成及核转位，保留生理TGF-β–SMAD信号，从而在mCRPC及三阴性乳腺癌中评估其抑瘤及抗转移效果，并与docetaxel及galunisertib对照。
主要关键技术方法：
研究人员通过质谱鉴定ADAM17/TACE对TβRI胞外域切割位点（A127/A128），构建定点突变体验证；利用噬菌体展示筛选靶向切割位点附近表位的人源scFv并转化为嵌合/完全人源IgG1抗体（mAb19及亲和成熟株mAbF11，克隆F11）；采用原位邻近连接技术（in situ proximity ligation assay，PLA）检测TβRI-ICD–p300核内复合物；分析SU2C（n=158）和RMH（n=94）mCRPC临床队列及TCGA/SU2C前列腺癌数据库中TGFBR1、ADAM17、EP300、CREBBP表达相关性及生存分析；在体外用Transwell侵袭实验、共免疫荧光（co-immunofluorescence，Co-IF）、co-IP、Western blot及qRT‑PCR检测信号通路与基因表达；采用人原位mCRPC裸鼠模型（PC‑3U细胞注射前列腺前叶）及三阴性乳腺癌MDA‑MB‑231乳腺脂肪垫原位模型，给予mAbF11/mAb19/galunisertib/docetaxel腹腔或灌胃干预，评估原发瘤重体积、区域淋巴结转移、核TβRI‑ICD及Ki67/vimentin IHC、超声心动图检测心功能和近端主动脉直径；用细胞热位移实验（cellular thermal shift assay，CETSA）验证临床标本中抗体靶标结合。
研究结果：
Targeting TβRI‑ICDs prevents tumor growth and metastasis in castration‑resistant prostate cancer
分析SU2C和RMH mCRPC队列显示TGFBR1高表达与不良总生存相关，且与ADAM17表达正相关。重组TACE切割TβRI‑ECD确定切割位点为A127/A128，A128G/I突变显著减少切割。筛选获得的嵌合抗体mAb19不抑制TGF‑β诱导的SMAD2磷酸化（区别于galunisertib），但降低TβRI‑ICD–p300 PLA信号、抑制PC‑3U细胞TGF‑β诱导侵袭。体内mAb19（50 mg/kg，biw，ip）显著缩小原位瘤体积重量、减少区域淋巴结转移及核TβRI‑ICD–p300复合物，无体重下降或心毒性。mCRPC及前列腺腺癌临床数据中TGFBR1与EP300、CREBBP表达正相关，支持靶向此复合物之临床相关性。
Generation and validation of an affinity‑matured fully human antibody
经CDR突变亲和成熟获得完全人源IgG1克隆F11（mAbF11），亲和力高于mAb19。mAbF11更有效阻断核TβRI‑ICD（PLA及Co‑IF），剂量依赖抑制PC‑3U增殖，阻止重组TβRI‑ECD被TACE切割，且结合多种TβRI高表达肿瘤细胞系。
Effects of mAbF11 on TGFβ signaling pathways, androgen‑regulated genes, EMT and prostate cancer cell invasion
mAbF11不影响canonical（pSMAD2/3）及non‑canonical（p‑p38 MAPK、p‑AKT、p‑p65 NF‑κB）通路活化。Co‑IP及Co‑IF显示mAbF11减少TβRI‑ICD–p300相互作用及核共定位，下调EMT标志物vimentin和核Snail（SNAI1蛋白）。qRT‑PCR示mAbF11下调TGFBR1、SNAI1、VIM、HGF及AR靶基因KLK3、NKX3‑1、MYC。在雄激素敏感VCaP细胞中mAbF11也减少TβRI‑ICD–p300核共定位，基础状态下（无TGF‑β刺激）抑制侵袭；TGF‑β刺激下VCaP侵袭不被mAbF11或galunisertib抑制，提示其受TMPRSS2‑ERG融合基因等其他通路驱动。C4‑2细胞中mAbF11抑制增殖但不影响TGF‑β介导侵袭。
Effects of mAbF11 in comparison with mAb19 on tumor growth and metastasis in an orthotopic metastatic castration‑resistant prostate cancer model
原位mCRPC模型中，mAbF11（10或50 mg/kg，biw，ip）与mAb19均显著减小原发瘤重体积及转移淋巴结重体积，mAbF11在降低Ki67增殖指数及核TβRI‑ICD方面优于mAb19，且降低vimentin表达。未见体重变化或心肌形态异常。
mAbF11 dose‑dependently decrease tumor growth and metastasis without affecting heart function
剂量应答实验示mAbF11（3、10、30 mg/kg）剂量依赖抑制瘤体及淋巴结转移，10和30 mg/kg组显著降核TβRI‑ICD及TβRI‑ICD–p300 PLA信号、降Ki67与vimentin。30 mg/kg隔日三次×4周处理小鼠超声示近端主动脉直径及二尖瓣血流E/A比值与对照组无差异，证实无心功能影响。
Comparison of the efficacy of mAbF11 with that of docetaxel
同模型比较，docetaxel（10 mg/kg，biw，ip）缩瘤效果与mAbF11相当，但致8/16小鼠严重体重下降提前终止实验；mAbF11无此毒性。体外侵袭抑制能力与docetaxel相当。
Effects of treatment with mAbF11 on TGFβ‑induced invasion in triple‑negative breast cancer cells and lung metastases in an orthotopic model
在三阴性乳腺癌MDA‑MB‑231细胞中mAbF11抑制TGF‑β诱导侵袭（同galunisertib效价），降低TβRI–p300共定位。原位乳腺脂肪垫移植模型中mAbF11（30 mg/kg，biw，ip）显著减少肺转移灶vimentin阳性细胞数，提示该策略可拓展至其他TβRI高表达实体瘤。
讨论与结论：
研究人员总结，TβRI经ADAM17/TACE切割产TβRI‑ICD入核与p300结合形成正反馈促TGFBR1表达及THBS1–ITGAV复合物组装，驱动mCRPC EMT与淋巴转移。传统TβRI激酶抑制剂因全面阻断canonical TGF‑β–SMAD信号引起心脏瓣膜及近端主动脉毒性，限制临床应用。本研究开发的完全人源mAbF11通过空间位阻选择性阻止TβRI胞外域剪切，消除TβRI‑ICD核转位及TβRI‑ICD–p300复合物形成，进而下调TGFBR1、SNAI1等EMT相关基因，抑制mCRPC（PC‑3U）及部分雄激素敏感（VCaP基础状态）细胞侵袭，在原位异种移植模型中剂量依赖抑制原发瘤生长和区域淋巴结/肺转移，抗肿瘤效果与docetaxel相当但无体重丢失及心功能/主动脉损害。该抗体亦在三阴性乳腺癌模型中抑制侵袭和肺转移，提示广谱潜力。局限性含免疫缺陷鼠模型未能评估对免疫微环境影响，未来可探索联合免疫检查点抑制剂。结论为：亲和成熟完全人源mAbF11通过阻止TβRI‑ICD生成、抑制核TβRI‑ICD–p300复合物、保留生理TGF‑β–SMAD信号，在体内外有效抑制mCRPC及三阴性乳腺癌生长和转移，代表一种选择性靶向致癌TGF‑β亚通路、避免全局TGF‑β阻断毒性的精准治疗新策略。
