在癌症的世界里，结直肠癌（Colorectal cancer，CRC）是个让人头疼的 “狠角色”。它是全球第三大常见癌症 ，也是癌症相关死亡的第二大 “元凶”。尽管近年来在治疗方面有了一些进步，但转移性结直肠癌患者的五年生存率低得可怜，只有 12%。
免疫检查点抑制剂（Immune checkpoint inhibitors，ICIs）给晚期实体瘤患者带来了新希望，对黑色素瘤、非小细胞肺癌、肾癌以及错配修复缺陷的结直肠癌都有一定疗效。然而，大约 80%-85% 的结直肠癌患者携带的是微卫星稳定（Microsatellite stable，MSS）亚型肿瘤，他们对 ICIs 治疗反应不佳，这让医生们很是发愁。所以，找到有效的联合治疗策略成了科研人员们迫切要攻克的难题。
为了解决这个问题，中山大学癌症中心的研究人员在《Cell Death & Disease》期刊上发表了题为 “Macrocarpal I reverses anti-PD-1 resistance by inducing immunogenic cell death in colorectal cancer” 的论文。研究发现，Macrocarpal I（一种天然化合物）能诱导免疫原性细胞死亡（Immunogenic cell death，ICD），还能增强抗 PD-1 治疗的效果，这无疑为结直肠癌的治疗带来了新曙光。
研究人员为了探究 Macrocarpal I 在结直肠癌治疗中的作用，用到了不少关键技术方法。比如，用药物亲和反应靶点稳定性（Drug Affinity Responsive Target Stability，DARTS）实验来寻找 Macrocarpal I 的潜在作用靶点；通过等温滴定量热法（Isothermal titration calorimetry，ITC）测定 Macrocarpal I 与靶点的结合亲和力；利用免疫荧光、流式细胞术、蛋白质免疫印迹等实验检测细胞相关指标变化 ，从而深入了解 Macrocarpal I 对结直肠癌细胞的影响。
下面咱们具体看看研究都有哪些重要发现：
- Macrocarpal I 诱导结直肠癌细胞发生免疫原性细胞死亡：研究人员用 Macrocarpal I 处理结直肠癌细胞系 SW620 和 DLD1，通过免疫荧光（IF）和流式细胞术检测发现，处理后的细胞中 ICD 相关损伤相关分子模式（Damage-associated molecular patterns，DAMPs），如钙网蛋白（Calreticulin，CRT）、高迁移率族蛋白 B1（High mobility group protein B1，HMGB1）和三磷酸腺苷（Adenosine triphosphate，ATP）的表达都增加了，而且呈剂量依赖性。进一步研究发现，Macrocarpal I 能激活 PERK/eIF2A/ATF4/CHOP 信号通路，这表明它是一种有效的 ICD 诱导剂。
- Macrocarpal I 触发结直肠癌细胞凋亡和铁死亡：细胞死亡在免疫反应调节中起着关键作用。研究人员发现，Macrocarpal I 能诱导 SW620 和 DLD1 细胞发生凋亡，随着药物浓度增加，早期凋亡（Annexin-V⁺/PI⁻）和晚期凋亡（Annexin-V⁺/PI⁺）细胞数量都增多。同时，Macrocarpal I 对铁死亡也有一定影响。而且，凋亡抑制剂 Z-VAD-FMK 和铁死亡抑制剂 ferrostatin-1 能部分逆转 Macrocarpal I 诱导的 ATP 分泌，这说明 Macrocarpal I 诱导的细胞死亡与凋亡和铁死亡密切相关。
- 确定 TUBB2B 和 PARP1 为 Macrocarpal I 的靶点：为了找到 Macrocarpal I 发挥作用的靶点，研究人员进行了 DARTS 实验，发现 Tubulin Beta 2B Class IIb（TUBB2B）和 Poly (ADP-Ribose) Polymerase 1（PARP1）是潜在靶点。通过对接分析和 ITC 实验，进一步证实了 Macrocarpal I 与 TUBB2B 和 PARP1 有较强的结合亲和力。这意味着 Macrocarpal I 可能是一种双靶点小分子药物。
- Macrocarpal I 干扰微管聚合和 DNA 修复过程：因为 Macrocarpal I 与 TUBB2B 有结合亲和力，研究人员接着研究它对微管结构的影响。结果发现，Macrocarpal I 处理后，细胞中 TUBB2B 和 β - 微管蛋白的微管网络减少且碎片化，促进了细胞微管从聚合状态向游离状态转变。同时，Macrocarpal I 还能抑制 PARP1 的活性，导致 DNA 双链断裂标记物 H2A.X 磷酸化增加，干扰 DNA 修复过程，最终使细胞周期阻滞在 G2/M 期。
- Macrocarpal I 促进结直肠癌的抗肿瘤免疫反应：研究人员用 MC38K 同基因小鼠模型研究 Macrocarpal I 对肿瘤免疫浸润的影响。结果显示，Macrocarpal I 能显著抑制肿瘤生长，诱导肿瘤细胞凋亡和 ICD 激活，增加肿瘤中总 T 细胞、CD4⁺和 CD8⁺ T 细胞、Granzyme B⁺ CD8⁺ T 细胞以及树突状细胞（Dendritic cells，DC）的浸润，同时减少调节性 T 细胞（Regulatory T cells，Tregs）的浸润，提高 CD8⁺/Treg 比值 ，营造了一个免疫刺激的肿瘤微环境。
- Macrocarpal I 克服结直肠癌抗 PD-1 免疫治疗的耐药性：考虑到 Macrocarpal I 能促进抗肿瘤 T 细胞浸润，研究人员探究了它与 PD-1 阻断剂联合治疗的效果。结果发现，联合治疗能显著抑制 MC38K 肿瘤生长，增加肿瘤细胞凋亡和 ICD 效应，增强多种免疫细胞浸润，提高 CD8⁺/Treg 比值，让结直肠癌对免疫检查点抑制剂更敏感。
总的来说，这项研究发现 Macrocarpal I 是一种新型双靶点免疫调节剂，它能诱导 ICD、凋亡和铁死亡，通过直接作用于 TUBB2B 和 PARP1，干扰微管聚合和 DNA 修复过程。而且，它能增强抗肿瘤疗效，克服抗 PD-1 治疗的耐药性，为结直肠癌的治疗提供了新的潜在药物和免疫治疗佐剂。不过，Macrocarpal I 也有个小 “缺点”，就是它的 IC50 值较高。后续研究可以通过化学修饰或制剂方法优化其分子结构，提高生物利用度，还需要进一步开展药代动力学研究，看看它在人体内的吸收、分布、代谢和排泄情况，让这种潜在的药物早日造福患者。
