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男人就是累，男人就是累，全世界都知道我賺錢很疲憊！Immugent在寫這篇推文時，心里一直在默默哼唱這句歌詞。特別是想到現代這個社會，很多男人不僅需要在外努力賺錢，回家還要做家務，如今男人的生活還真是應了這句歌詞。更加可憐的是，前不久有研究報道發現Y染色體在不斷退化，因此在不久的將來可能地球上就沒有男人了！但是今天小編不談這個話題，畢竟離我們還有點遠。男人過著普普通通生活就已經很累了，然而沒想到的是最近的研究發現，腫瘤也傾向于在男性患者中生長更快，更容易抵抗各種治療。
抱怨的有點多了，我們言回正傳。長期以來，研究人員和臨床醫生通過在大量臨床患者中觀察發現，癌癥生存結果的顯著差異取決于患者的性別。此外，患有源自非生殖器官的癌癥（如膀胱癌和肝癌）的患者在發病率、進展和對治療的反應方面存在顯著性別差異。然而，在幾乎所有的病例中，男性患者的預后和結果都更差，這一現象幾十年來一直困擾著科學界。那究竟是什么樣的因素導致了這種差異？研究者首先想到的就是性激素，因為這是決定性別差異的決定性因素。但是在很長一段時間內基于此類研究都是限于表面現象，直到今年由激素引起癌癥患者差異的生物學機制才不斷被揭示。
今天，Immugent就通過系統解讀最近發表的4篇重大研究來談一下，不同腫瘤患者顯示出性別差異背后的生物學機制。
1. 雄性受體信號抵抗靶點治療
事實上，關于腫瘤在性別差異上的研究一直都有，然而近期發表在Nature上題為Androgen receptor blockade promotes response to BRAF/MEK-targeted therapy的文章，則是首次揭示了性別差異對BRAF/MEK靶向治療的影響。作者首先發現在BRAF/MEK靶向治療后，雄激素受體（AR）的表達水平增加，后來證明這導致了男性腫瘤患者更容易產生治療的耐藥性，從而對這種治療反應更差。最后證明在黑色素瘤臨床前模型中，阻斷AR可改善男性和女性對BRAF/MEK靶向治療的反應。
圖1：
在這項研究中，研究者首先利用一組在接受8-12周新輔助BRAF/MEK靶向治療的局部轉移性黑色素瘤患者（n = 51）上進行了研究。在這項研究中，觀察到對治療的強烈性別差異性，女性的主要病理反應率（MPR；定義為在手術干預時手術切除腫瘤的病理評估中<10%的存活腫瘤）顯著高男性患者；治療后，女性患者的無復發生存期（RFS）顯著高于男性患者；且雌激素在該結果中沒有起到主要作用。在排除了其他可能影響MPR的臨床因素后（包括：年齡、疾病發展階段、突變情況、身體質量指數），研究團隊在幾個不同的接受BRAF和/或MEK抑制劑治療轉移性黑色素瘤的患者中驗證了這些發現（n = 664）。在這些研究中，觀察到與男性相比，女性的無進展生存期（PFS）和總生存期（OS）有所改善。
圖2：
隨后，研究者在小鼠模型中探索了這種性別差異的背后機制。作者在雄性和雌性小鼠中植入黑色素瘤腫瘤，并接受對照處理或BRAF/MEK靶向治療，以及單獨或聯合對AR活性的藥理學操作。與單獨的BRAF/MEK靶向治療相比，觀察到用睪酮和BRAF/MEK靶向治療治療的雄性和雌性小鼠的腫瘤控制顯著受損，睪酮治療小鼠的總體腫瘤體積更大。在雄性和雌性小鼠中，與單獨使用BRAF/MEK靶向治療相比，AR阻斷與BRAF/MEK靶向治療相結合顯示出改善的腫瘤控制。同樣，在多項研究中看到腫瘤控制得到改善，并且用AR阻斷劑治療的小鼠的腫瘤大小減小。此外，通過施用睪酮和BRAF/MEK靶向治療誘導更高表達水平的AR，這在AR活性升高的雄性和雌性小鼠中，雄激素應答基因的高表達得到了證實。
總的來說，這項研究表明BRAF/MEK靶向治療與腫瘤細胞中AR表達的增加有關，從而促進治療抵抗，并且恩雜魯胺等抗雄激素的AR阻斷可能促進男性和女性患者對BRAF/MEK靶向治療的反應。此外，提供的證據表明，睪酮治療可能會促進男性和女性患者對BRAF/MEK靶向治療的耐藥性，這具有重要的治療意義，因為睪酮廣泛用于多種適應癥。
2. 雄性激素受體還妨礙腫瘤的免疫治療
起初小編在看了上一篇研究后，心里覺得也就那么一回事，畢竟現在靶點治療藥物有很多，而且現在還有很多免疫治療藥物。然而，好巧不巧的是，在上一篇文章發表后不久，同樣是在nature上發表的另一項名為：Androgen receptor activity in T cells limits checkpoint blockade efficacy的研究，則是直接證明了雄激素受體能顯著影響腫瘤的免疫治療。完犢子了，BBQ了，這真沒男人的活路了。好在這項研究的作者通過研究表明，阻斷雄激素受體 (AR)可通過直接增強CD8 T 細胞功能，使腫瘤患者對檢查點阻斷產生治療響應。
圖3：
首先，作者對mCRPC的整體免疫景觀進行了繪制（圖1）。作者對從8名男性mCRPC患者的單獨轉移性腫瘤病變中分離出的細胞進行了單細胞 RNA 測序 (scRNA-seq)，這些患者在使用 pembrolizumab（一種PD-1單抗）治療之前，曾使用恩雜魯胺（enzalutamide，一種雄激素受體拮抗劑）治療并具有生化或放射學進展。8個樣本中包含三個治療響應者和五個無響應者，治療響應被定義為在免疫檢查點阻斷后前列腺特異性抗原 (PSA) 下降超過25%。結果顯示，盡管治療響應和無響應樣本表現出廣泛的異質性，但 CD4 T、CD8 T、自然殺傷 (NK)細胞、B 細胞和髓系細胞的比例或腫瘤突變沒有顯著差異。
同時，與先前的研究一致，所有治療響應者的總白細胞中表現出CD8 T細胞的富集，但無響應者中也有兩名表現出CD8 T細胞的富集。與響應者相比，無響應者中B細胞和單核細胞廣泛分布。所有T和NK細胞的無監督聚類、差異表達和通路分析揭示了它們在響應者和無響應者中的差異。總之，這些數據揭示了mCRPC 病變中的多個淋巴細胞亞群的狀態。為了了解雄激素信號傳導是否會限制免疫療法的功效，作者將分析重點放在CD8 T細胞上，因為它們在PD-1靶向免疫療法中起關鍵性作用。
圖4：
為了確定恩雜魯胺對AR的干擾是否能夠在小鼠腫瘤模型中實現有效的PD-1靶向治療，作者在確認小鼠CD8 T細胞表達AR后將雄性小鼠皮下植入前列腺腫瘤 ( Pten-/-; p53-/-; Smad4-/-PPSM)。腫瘤開始后，小鼠接受手術雄性激素剝奪治療（ADT），或者并用恩雜魯胺和/或抗PD-L1抗體治療。盡管單獨使用抗PD-L1抗體或ADT加恩雜魯胺治療對腫瘤生長的影響很小，但ADT加恩雜魯胺和抗PD-L1抗體導致明顯的腫瘤消退和總生存期的增加。在原位PPSM腫瘤中也能觀察到類似的協同作用。沒有ADT的抗PD-L1抗體加恩雜魯胺不如抗PD-L1抗體加ADT的恩雜魯胺有效，這表明AR與恩雜魯胺的功能以及減少的睪酮以獲得最佳效果是至關重要的。值得注意的是，單獨的ADT對腫瘤生長沒有影響。鑒于CD8 T細胞在有效的PD-1靶向免疫治療中的至關重要性，作者從攜帶腫瘤的小鼠中去除了CD8 T細胞，并觀察到聯合治療失去了對腫瘤的抑制。此外，對植入Ar陰性肉瘤的雄性小鼠進行單一或聯合治療，觀察到ADT 加恩雜魯胺也使這些小鼠對抗PD-L1 抗體治療敏感，表明ADT和恩雜魯胺對腫瘤中的免疫細胞有直接作用。
這項研究通過單細胞測序技術等探索了男性mCRPC患者中的免疫治療的耐藥機制，研究結果表明，T細胞內在AR活性是IFNγ抑制和免疫治療抗性的一種機制，限制了檢查點阻斷的功效。在晚期前列腺癌和免疫治療耐藥的癌癥患者中，腫瘤內雄激素可能代表了一種對治療產生耐藥性的機制。此外，CD8 T 細胞內在 AR 活性可作為一種有用的生物標志物，用于識別可以通過 PD-1/PD-L1 抑制劑獲得臨床益處的患者。這些結果為進一步開發晚期前列腺癌針對性的治療方案提供了依據。
3. 雄激素信號可誘導腫瘤浸潤CD8+ T細胞的衰竭來影響抗腫瘤免疫反應
腫瘤浸潤的免疫細胞是影響腫瘤發生發展的重要因素，但是免疫系統對腫瘤的作用是一把雙刃劍，其既包括對腫瘤行使直接殺傷作用的NK, CD8+ T細胞等，還包括促進腫瘤生長的MDSC, Treg細胞等。同樣是最近發表的一項研究則是發現腫瘤浸潤的CD8+ T細胞表達大量的雄激素受體，并且這種受體信號直接參與了CD8+ T細胞的衰竭。相關研究成果以題為“Androgen conspires with the CD8+ T cell exhaustion program and contributes to sex bias in cancer”的文章發表在Science Immunology雜志上
圖5：
這項研究的重點是T細胞對惡性腫瘤的免疫反應，它是癌癥預后的關鍵決定因素，也是近年來促進癌癥免疫治療研究的重要目標。這項研究報告了一項里程碑式的發現，描述了男性性激素如何通過調節CD8+ T細胞來促進癌癥相關的性別差異，這些細胞介導適應性免疫，對產生抗腫瘤反應至關重要。研究人員首先以患膀胱癌的雌雄小鼠為研究對象，首先從小鼠體內各分離出了1.6萬多個CD8 + T細胞，根據單細胞測序結果，以CD8 + T細胞所處不同分化階段，將其分為11個細胞簇。 發現在雄鼠的腫瘤微環境中，處于“耗竭”狀態，喪失抗腫瘤功能的CD8+T細胞更多（雄性43.4%，雌性25%）。
隨后，研究人員設計了四種小鼠模型：野生的雌鼠、雄鼠以及性轉雄鼠（含有XX性染色體，且常染色體中引入了SRY基因）和性轉雌鼠（含有XY性染色體，但敲除了SRY基因）。通過分析睪酮含量和腫瘤發展進度，發現雄鼠（包括性轉雄鼠）更容易患上膀胱癌，睪酮含量越高，腫瘤發展越快。
圖6：
最后，研究人員對雄鼠進行了去雄處理，使雄鼠體內睪酮降低到與雌鼠一致的水平。通過分析CD8 + T細胞分化狀態、睪酮信號通路和腫瘤發展水平發現雄鼠閹割后，體內睪酮降到了與雌鼠一致的水平，處于“耗竭”狀態的CD8+T細胞占比也減少到與雌鼠一致水平，雌鼠和雄鼠的抑癌能力沒有差異；睪酮通過雄激素受體信號通路，促進CD8+T細胞進入“耗竭”狀態，并在雄鼠體內富集；遏制雄激素受體信號通路或降低睪酮水平，可促進CD8+T細胞發揮抗腫瘤功能。
總的來說，AR在體內促進CD8+T細胞衰竭的T細胞內在功能是通過多種方法建立的，包括對CD8特異性AR敲除小鼠的功能喪失研究。此外，切除雄激素AR軸可重新連接腫瘤微環境，促進效應T細胞分化，并增強抗PD-1免疫檢查點阻斷的效果。
4. 雄激素受體可通過影響CD8+ T細胞干性來影響抗腫瘤免疫反應
最后一項研究是國內學者做的，同樣也是聚焦于CD8+ T細胞上表達的雄激素受體。這也間接反應了，目前國內的科研水平已經逐漸和國際接軌。該研究發現了腫瘤浸潤性 CD8+ T 細胞干性維持能力是調控腫瘤免疫性別差異的關鍵因素，而內在的雄激素受體（Androgen receptor，AR）信號通路顯著抑制干細胞CD8+ T 細胞亞群的維持。相應成果以題為 Androgen receptor-mediated CD8+ T cell stemness programs drive sex differences in antitumor immunity 的形式發表在immunity雜志上。
圖7：
在這項研究中，作者為了探究腫瘤性別差異的發生機制，首先使用雌性、雄性野生型小鼠構建了皮下腫瘤模型和二乙基亞硝胺誘導肝癌模型，證明了腫瘤發生發展具有雌雄偏倚性，即雄性小鼠腫瘤進展更加惡性。在進一步研究荷瘤小鼠的免疫應答反應時，團隊通過使用天然免疫系統重要調節通路的基因敲除小鼠及T細胞刪除實驗，發現腫瘤發生發展的性別差異依賴CD8+ T 細胞。接著，在荷瘤小鼠T細胞治療性過繼回輸實驗中，團隊發現雌性 CD8+ T 細胞展現出T細胞回輸治療的強大潛力，相比于雄性來源CD8+ T 細胞，其更能顯著抑制腫瘤進展，這進一步表CD8+ T 細胞是介導腫瘤進展性別差異的關鍵因素。
為了進一步描述腫瘤微環境CD8+ T 細胞的耗竭情況，作者檢測了T細胞表面抑制性受體分子（PD-1、TIM-3），以及干性維持相關的轉錄因子 TCF-1 和表面分子 SLAMF6 的表達水平，同時也使用了染色質開放測序手段進行深入分析，明確了腫瘤微環境CD8+ T 細胞分化存在性別差異，雄性 CD8+ T 細胞耗竭程度更深，而雌性CD8+ T 細胞的干性維持能力更強，并在臨床惡性腫瘤患者單細胞組學數據中對該發現進行了驗證。綜上，作者團隊發現，雌雄腫瘤浸潤性 CD8+ T 細胞分化程序的不同，調控腫瘤發生發展的性別差異，這一觀點豐富了人們對腫瘤性別差異發生機制的認知。
圖8：
最后，通過小鼠腫瘤模型的單細胞組學數據發現AR CD8+ T 細胞分化具有相關性，進而借助 CD8+ T 細胞體外實驗和小鼠 CD8+ T 細胞體內回輸模型，闡明了 AR 信號通路對 CD8+ T 細胞效應功能和干性維持的抑制作用；同時，在臨床男性結直腸癌患者樣本中，也觀察到 CD8+ T 細胞耗竭與 AR 信號通路活性的正相關性，揭示了 AR 信號通路介導雄性腫瘤免疫逃逸的新機制。該研究為理解腫瘤性別偏倚提出了新的理論解釋，為再認知內分泌系統調控腫瘤免疫應答呈現了新的視角，也為靶向AR信號通路增強T細胞抗腫瘤免疫應答提供了新的治療策略。
5.展望
對人類而言，Y染色體的存在劃分出了性別，因為男性特有的Y染色體承載著一種可表達睪丸決定因子的SRY基因。SRY基因的表達讓男性發育出睪丸等生殖器官，分泌雄性激素，從而進一步促進男性第二性征，賦予男性生殖能力。除了男性生殖器官之外，腎上腺皮質網狀帶和卵巢也會分泌少量的雄激素，一般來說男性體內（10-35 nmol/L）的雄激素水平約為女性（0.5-2.4 nmol/L）的10~20倍。在小鼠等動物中，雄性和雌性體內的雄激素水平也存在類似的差異。這種性別差異是很多疾病出現性別偏向性的主要原因，其中就包括癌癥。
癌癥已經成為威脅世界健康發展的首要致死性疾病，然而除了乳腺癌、前列腺癌等這類性別特異的腫瘤上，男性和女性在非生殖系統腫瘤的發生和死亡中同樣存在顯著的性別偏倚現象，然而背后的生物學機制仍不明晰。腫瘤的發生發展與高度異質的腫瘤免疫微環境密不可分，闡明雄性發生腫瘤免疫逃逸的機制，將為腫瘤性別差異提供新觀點，同時為優化臨床癌癥免疫治療提供新的策略。
在上面解讀的四項重大研究中，從第一篇到第四篇的時間跨越不超過2個月，這也正說明了腫瘤的性別差異這個科學問題的重要性。當然，對于很多小伙伴來說沒有條件和能力去做那樣大型的研究。但是沒有關系，從上面的解讀中也側面反應出我們可以利用數據挖掘來從不同的角度去設計科研思路。相對于之前傳統的看癌和癌旁的基因表達差異，如果能找出某些腫瘤中不同性別的差異是更有意義的。但是要做這個方向就要迅速，因為只有很少的一部分腫瘤才會表現出很明顯的性別差異，而且Immugent已經感覺到肯定有很多小伙伴已經在做了。
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