《科学》子刊：阿司匹林调节免疫抗癌的机制搞清楚了！科学家发现，阿司匹林可增加促炎症消退介质水平，重编程巨噬细胞，改变PD

初代“神药”阿司匹林在癌症中的预防作用已经在很多研究中得到了验证，其中以肠癌（CRC）效果最为显著，阿司匹林也被美国预防服务工作组列入了50-59岁、有特定心血管风险人群的CRC预防推荐药物。不过，目前来看，阿司匹林调节免疫的机制还不是很清楚。

最近，《科学·进展》杂志上的一篇研究[1]恰好揭示了答案。

研究人员发现，阿司匹林能够从多方面下手，限制炎症性CRC的进展。它降低了原癌基因表达，增加特异性促炎症消退介质（SPM），包括脂氧素A4和消退素D1等的水平，重编程巨噬细胞，使其转换为保护性表型，减少巨噬细胞和结肠粘膜CD8+ T细胞免疫抑制受体PD-1的表达。

此前的研究显示，阿司匹林作为环氧化物酶（COX）抑制剂，可以对其进行乙酰化修饰，抑制前列腺素和血栓素的产生，前列腺素E2能够抑制宿主免疫，促进肿瘤的生长[2]，而血栓素A2则可以以血小板依赖性途径促进肿瘤的转移[3]。但越来越多的证据表明，仅凭这些机制并不足以解释阿司匹林在CRC中的免疫调节作用。

COX-1乙酰化后酶活性被抑制，而COX-2乙酰化后酶活性保留，并将其催化活性转移到促进一种保护性分子，也就是阿司匹林激发的SPM（AT-SPM）的产生上[4,5]。而且还有研究表明，COX-2表达水平高的人定期服用阿司匹林降低CRC风险的效果比COX-2水平低的更明显[6]。

因此，研究人员把这次的研究重点放在了SPM上。

他们选择了AOM/DSS诱导的炎症性肠癌小鼠模型，首先确定了合适的阿司匹林剂量，实验显示，43mg/kg的中等剂量（相当于人类325mg/天的剂量）具有最大程度的保护效果，可以有效抑制炎症，阻止了炎症会导致的结肠缩短，减少肠道息肉面积。

阿司匹林组小鼠（ASA）和对照组的结肠长度和息肉面积对比

同时，相比服用安慰剂，服用阿司匹林的小鼠结直肠组织中原癌基因c-myc、参与细胞糖酵解的三叶因子3（Tff3）和丙糖磷酸异构酶1（Tpi1）表达下降，ki67阳性细胞的数量显著减少。与此相对应的是，肿瘤抑制基因Pten表达的上升。

在此剂量下，结肠组织的糖酵解途径中所有中间产物水平均有显著的减少，其中大多数减少具有统计学显著性，例如磷酸二羟丙酮和乳酸。糖酵解增加是CRC的典型代谢变化，被认为负责部分免疫抑制途径。

免疫细胞也同样有显著的变化。首先，固有层巨噬细胞的数量减少，细胞表型发生变化，这种表型的变化与趋化因子受体CX3CR1表达增加有关，CX3CR1表达增加也与炎症性CRC的预后改善有关[7]。对巨噬细胞的脂质介质谱的多变量分析显示，包括脂氧素A4和消退素D1在内的几种SPM水平增加，这表明，阿司匹林直接调节巨噬细胞的表型和功能，将它们重编程为保护性表型。

阿司匹林组小鼠（ASA）和对照组的巨噬细胞表型标志物表达分析显示出显著的分离

同时，巨噬细胞中免疫抑制受体PD-1的表达也显著降低，改善了巨噬细胞对凋亡细胞的吞噬速率和数量。

除了巨噬细胞，阿司匹林还影响了不同种类T细胞的表型和和功能。CD8+ T细胞作为识别和杀死癌细胞的核心力量，也是癌细胞的主要打击对象，阿司匹林使得每个CD8+ T细胞上PD-1的表达水平降低，也减少了表达PD-1的CD8+ T细胞的数量，PD-1的减少与效应细胞因子干扰素γ的水平增加显著相关。

在具有免疫抑制功能的CD4+ T细胞中，促炎细胞因子白介素-17的水平显著降低。在人类的CD8+ T细胞中，研究人员也发现了同样的变化。

以上这些组织代谢和免疫细胞表型及功能的变化都是基于SPM水平的变化，在接受阿司匹林治疗小鼠的结肠组织中，研究人员检测到了乙酰化的COX-2，脂氧素A4、B4和消退素D1、D3的水平也随着治疗时间而增加，，在一周后达到最高，这种增加与免疫抑制介质前列腺素E2、D2，以及血栓素A2的减少相配合，介导了阿司匹林在炎症性CRC中的保护作用。

阿司匹林组小鼠（ASA）和对照组的消退素D1、D3和脂氧素A4、B4的水平随时间（以AOM/DSS诱导为起始）的变化

脂氧素A4和消退素D1、D3具有同源受体Alx/Fpr2受体，在缺失Alx/Fpr2受体的小鼠中，即使服用阿司匹林，息肉面积、巨噬细胞表型和PD-1表达、CD8+ T细胞PD-1表达，以及疾病严重程度均与安慰剂治疗没有区别。

同样的，如果通过药理学方法抑制SPM合成的话，也会使阿司匹林的保护作用失效。直接使用15ng剂量的SPM混合物治疗小鼠，能够达到和阿司匹林治疗相似的保护效果。

这表明，阿司匹林确实是通过乙酰化COX-2，增加SPM水平，与Alx/Fpr2受体结合，改变巨噬细胞、CD8+ T细胞和CD4+ T细胞的表型、功能和/或PD-1表达水平，在炎症性肠癌中发挥保护作用的。

研究人员认为，这项研究确定了阿司匹林预防CRC的一个从前未被重视的机制，可以用来开发免疫重编程疗法治疗CRC，以及，在以后的研究中，SPM可以作为评估阿司匹林预防炎症性CRC效果的一种潜在生物标志物[8]。

参考文献：

[1] De Matteis R, Flak M B, Gonzalez-Nunez M, et al. Aspirin activates resolution pathways to reprogram T cell and macrophage responses in colitis-associated colorectal cancer[J]. Science Advances, 2022, 8(5): eabl5420.

[2] Zelenay S, Van Der Veen A G, Bttcher J P, et al. Cyclooxygenase-dependent tumor growth through evasion of immunity[J]. Cell, 2015, 162(6): 1257-1270.

[3] Lucotti S, Cerutti C, Soyer M, et al. Aspirin blocks formation of metastatic intravascular niches by inhibiting platelet-derived COX-1/thromboxane A 2[J]. The Journal of clinical investigation, 2019, 129(5): 1845-1862.

[4] Serhan C N, Hong S, Gronert K, et al. Resolvins: a family of bioactive products of omega-3 fatty acid transformation circuits initiated by aspirin treatment that counter proinflammation signals[J]. The Journal of experimental medicine, 2002, 196(8): 1025-1037.

[5] Claria J, Serhan C N. Aspirin triggers previously undescribed bioactive eicosanoids by human endothelial cell-leukocyte interactions[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 1995, 92(21): 9475-9479.

[6] Chan A T, Ogino S, Fuchs C S. Aspirin use and survival after diagnosis of colorectal cancer[J]. Jama, 2009, 302(6): 649-658.

[7] Marelli G, Erreni M, Anselmo A, et al. Heme-oxygenase-1 production by intestinal CX3CR1+ macrophages helps to resolve inflammation and prevents carcinogenesis[J]. Cancer research, 2017, 77(16): 4472-4485.

[8] https://www.qmul.ac.uk/whri/news-and-events/2022/items/researchers-investigate-previously-unappreciated-mechanisms-in-the-cancer-protective-actions-of-aspirin.html

本文作者丨应雨妍