《Advanced Science》：Deciphering and Targeting the Schwannoma-Neuron-Macrophage Crosstalk for the Treatment of Schwannomatosis and Associated Pain
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本研究針對無FDA批準療法的非NF2相關神經鞘瘤病(SWN)，建立了模擬臨床病理的異種移植模型(PDX)和活體背根神經節(jié)(DRG)成像模型。研究揭示了一條由施萬瘤分泌高遷移率族蛋白B1(HMGB1)觸發(fā)、神經元表達趨化因子CCL2、進而募集巨噬細胞至DRG、最終通過過量白細胞介素-6(IL-6)致痛的細胞分子級聯通路。同時，研究還發(fā)現表皮生長因子受體(EGFR)信號是腫瘤進展的關鍵驅動因子。通過聯合阻斷IL-6與EGFR，可在SWN模型中同時有效控制疼痛和腫瘤生長，為臨床治療提供了極具前景的雙重靶點組合策略。
研究內容歸納總結
1. 引言：神經鞘瘤病與疼痛的臨床困境
非NF2相關神經鞘瘤病(Schwannomatosis, SWN)是一種以脊柱和周圍神經上多發(fā)非惡性施萬瘤為特征的罕見遺傳病，全球發(fā)病率約為1/126,315。疼痛是該病最常見、也最令人衰弱的癥狀，68%的患者經歷慢性頑固性疼痛，嚴重時可致永久性殘疾。目前，既無FDA批準的藥物能夠阻止腫瘤生長，也缺乏有效緩解疼痛的療法。手術是主要治療手段，但存在醫(yī)源性神經損傷風險，術后神經功能缺損發(fā)生率較高。SWN研究的核心障礙之一是缺乏能夠再現患者病理特征（特別是疼痛）的臨床相關模型。
2. 結果
2.1 建立原位患者來源異種移植SWN模型
為了克服模型障礙，研究團隊從SWN患者的手術切除腫瘤組織中建立了9株患者來源的SWN細胞系。其中，SCH-1來源于無痛的左副神經施萬瘤，SCH-2來源于伴有自發(fā)性和突發(fā)性疼痛的右陰部神經施萬瘤。由于施萬瘤的良性特性，僅SCH-1和SCH-2能在小鼠體內形成移植瘤。
為精確模擬疾病，研究者將細胞原位植入坐骨神經（模擬周圍神經施萬瘤，占比89%）和脊柱內（模擬脊柱施萬瘤，占比74%）。通過3D超聲和磁共振成像分別確認了坐骨神經和脊柱腫瘤的正確定位與形成。重要的是，這兩個模型都成功再現了腫瘤誘導的機械性異常性疼痛，且來源于疼痛患者的SCH-2腫瘤所誘發(fā)的痛覺超敏反應顯著強于無痛SCH-1腫瘤，這與患者的臨床表現一致。
2.2 施萬瘤呈現以巨噬細胞浸潤增強為特征的炎性特征
通過對比患者施萬瘤與正常施萬細胞的轉錄組，發(fā)現施萬瘤中上調的基因富集于神經炎癥反應、巨噬細胞等炎性細胞活化以及IL-6、TNF-α等炎性細胞因子產生等通路。在坐骨神經模型中也證實，腫瘤內巨噬細胞浸潤顯著增加。特別值得注意的是，在疼痛的SCH-2模型小鼠中，同側背根神經節(jié)內的巨噬細胞數量顯著增加，并且表型向促炎的M1型傾斜，而在對側DRG中則無此現象。
2.3 周圍神經施萬瘤觸發(fā)巨噬細胞流入DRG
研究進一步探究遠處腫瘤如何導致DRG內的巨噬細胞流入。發(fā)現SCH-2模型小鼠的DRG感覺神經元中，趨化因子CCL2的mRNA和蛋白表達均顯著上調。為了動態(tài)觀察這一過程，研究者創(chuàng)新性地設計并3D打印了DRG成像窗，通過活體雙光子顯微鏡技術，直觀地觀察到在腫瘤植入后，表達CCR2（CCL2的主要受體）的紅色熒光巨噬細胞持續(xù)、大量地浸潤到腰椎DRG中，而非荷瘤小鼠則幾乎沒有。
2.4 DRG中的巨噬細胞是施萬瘤誘導疼痛所必需的
為明確巨噬細胞的功能性作用，研究采用兩種策略阻斷其浸潤。一是使用抗CCL2抗體處理，結果在SCH-2模型中成功減少了DRG的巨噬細胞浸潤、緩解了機械性疼痛，并延遲了腫瘤生長。二是通過過繼轉移來自Ccr2-/-小鼠的巨噬細胞來構建嵌合體小鼠，這些小鼠由于巨噬細胞趨化能力缺陷，DRG巨噬細胞浸潤減少，其痛覺超敏反應也相應減輕，但腫瘤生長未受影響。這表明巨噬細胞本身，而非CCL2對神經元的直接作用，是介導SWN模型疼痛的關鍵因素。
2.5 施萬瘤分泌的HMGB1上調神經元CCL2表達以募集巨噬細胞至DRG
為了尋找驅動巨噬細胞募集的“上游信號”，研究者從轉錄組數據中發(fā)現施萬瘤高表達HMGB1，且疼痛SCH-2細胞的分泌水平更高。實驗證實，來自疼痛施萬瘤的條件培養(yǎng)基可強烈誘導DRG神經元表達CCL2，而用HMGB1抑制劑甘草酸處理可消除此效應。通過CRISPR-Cas9基因編輯技術敲低SCH-2細胞的HMGB1表達，發(fā)現其不僅自身多種炎性介質表達下降，而且在體內模型中，能夠降低DRG神經元的CCL2表達、減少巨噬細胞向DRG的浸潤，并顯著減輕機械性疼痛，但不影響腫瘤生長。
2.6 αIL6治療減輕疼痛
探究巨噬細胞如何誘導疼痛時，發(fā)現被施萬瘤條件培養(yǎng)基“教育”的腫瘤相關巨噬細胞，其條件培養(yǎng)基可誘導DRG神經元表達痛覺相關蛋白TRPV1和CGRP。其中，巨噬細胞產生的IL-6誘導最為顯著。使用抗IL-6中和抗體(αIL-6)治療，在SCH-1和SCH-2的坐骨神經及脊柱模型中均能有效緩解疼痛，但對腫瘤生長的抑制效果有限。機制上，αIL-6治療降低了腫瘤中炎癥相關的STAT3和AKT/S6磷酸化、減少了腫瘤相關巨噬細胞的炎性基因表達，并下調了DRG神經元中TRPV1和CGRP的表達。
2.7 聯合IL-6與EGFR阻斷可同時控制腫瘤生長和疼痛
有趣的是，αIL-6治療激活了腫瘤中的表皮生長因子受體(EGFR)及其家族成員ErbB2/3的信號，這可能是其腫瘤控制效果不佳的逃逸機制。研究進一步發(fā)現，患者來源的施萬瘤細胞本就存在EGFR/ErbB信號的基線激活。在體外藥物篩選中，泛ErbB抑制劑達克替尼能有效抑制施萬瘤細胞活力。在體內PDX模型中，達克替尼單藥或與αIL-6聯用均可顯著延緩腫瘤生長，而αIL-6單藥對腫瘤生長影響不大。在疼痛控制方面，達克替尼單藥效果甚微，而αIL-6單藥或聯合用藥能有效緩解疼痛。因此，聯合阻斷IL-6和EGFR通路，能夠同時實現對腫瘤生長和疼痛的有效控制。
2.8 IL-6和EGFR是SWN患者的有效靶點
通過對存檔的SWN患者腫瘤樣本進行免疫組化分析，研究驗證了臨床相關性。與正常神經相比，SWN腫瘤中顯示出巨噬細胞(CD163+)、CCL2、HMGB1、IL-6浸潤或表達增加的趨勢，并且磷酸化STAT3和EGFR的水平顯著升高。這證實了IL-6和EGFR信號通路在患者腫瘤中同樣被激活，是值得臨床探索的有效治療靶點。
3. 討論與總結
本研究通過建立三種新型模型——患者來源細胞系、原位PDX疼痛模型和活體DRG成像模型，成功破解了驅動SWN疼痛的細胞分子對話。核心機制是：遠端施萬瘤分泌HMGB1入血，刺激DRG感覺神經元表達CCL2；CCL2募集CCR2+巨噬細胞至DRG；這些巨噬細胞通過過量產生IL-6導致疼痛。阻斷IL-6可緩解疼痛，但對腫瘤控制有限。研究同時發(fā)現EGFR信號是驅動施萬瘤生長的關鍵通路，并可能是抗IL-6治療的逃逸機制。最終，聯合IL-6與EGFR阻斷的雙重療法，在臨床前模型中實現了對疼痛和腫瘤生長的協同控制。這些發(fā)現不僅闡明了SWN疼痛的新機制，也為開發(fā)同時靶向癥狀與疾病進展的聯合治療方案奠定了堅實的理論基礎。
