本研究由Jayati Chakrabarti、Vivien Koh、Nina Steele等多位作者共同完成，研究团队来自美国亚利桑那大学、新加坡国立大学、密歇根大学等多个机构。该研究于2021年12月7日发表在《Cancers》期刊上，题为《Disruption of HER2-Induced PD-L1 Inhibits Tumor Cell Immune Evasion in Patient-Derived Gastric Cancer Organoids》。研究的主要目的是探讨HER2（人类表皮生长因子受体2）与PD-L1（程序性死亡配体1）在胃癌中的相互作用及其对肿瘤免疫逃逸的影响。
胃癌是全球癌症相关死亡的第三大原因，尽管在美国由于早期诊断和治疗幽门螺杆菌感染，胃癌发病率较低，但其5年生存率仍然仅为10-30%。肿瘤通过表达PD-L1与细胞毒性T淋巴细胞（CTLs）上的PD-1相互作用，抑制免疫细胞的增殖和效应功能，从而逃避免疫监视。尽管40%的胃癌患者表现出PD-L1表达，但只有一小部分患者对免疫治疗有反应。HER2是多种实体瘤的关键调节因子，包括转移性胃癌。尽管约一半的PD-L1阳性胃癌肿瘤同时表达HER2，但HER2与PD-1/PD-L1在胃癌中的相互作用尚未明确。
研究的主要流程包括以下几个步骤：
患者选择与样本采集：研究纳入了在新加坡国立大学医院接受胃切除术的胃癌患者，所有患者均签署了知情同意书。排除了有转移或其他严重疾病的患者。研究获得了伦理委员会的批准。
胃癌类器官的生成：从切除的胃癌组织中生成人类胃癌类器官（HUTGOs），使用胶原酶A-透明质酸缓冲液处理组织，并通过40微米滤网过滤，最终将细胞悬浮在Matrigel中培养。
外周血单核细胞（PBMCs）的分离与免疫细胞的培养：从患者血液中分离PBMCs，并通过密度梯度离心法分离出单核细胞。随后，从PBMCs中分离并培养树突状细胞（DCs）、细胞毒性T淋巴细胞（CTLs）和髓源性抑制细胞（MDSCs）。
类器官与免疫细胞的共培养：将HUTGOs与CTLs和MDSCs共培养，使用CFSE标记CTLs以监测细胞增殖。共培养体系在37°C、5% CO2条件下维持。
药物处理与实验设计：设计了不同的药物处理条件，包括单独使用Nivolumab（抗PD-1抗体）、Mubritinib（HER2抑制剂）或两者联合使用，观察其对类器官生长和免疫细胞功能的影响。
HER2基因敲低实验：使用shRNA敲低HUTGOs中的HER2表达，观察其对PD-L1表达和肿瘤细胞死亡的影响。
免疫荧光与免疫组化分析：通过免疫荧光和免疫组化技术检测HER2和PD-L1在类器官和肿瘤组织中的表达。
数字空间分析（DSP）：使用数字空间分析技术对胃癌组织微阵列（TMA）进行蛋白表达分析，评估HER2和PD-L1在不同胃癌亚型中的表达情况。
HER2与PD-L1的表达相关性：研究发现，HER2在肠型胃癌中显著表达，并与PD-L1的高表达呈正相关。数字空间分析进一步证实了HER2和PD-L1在胃癌微环境中的共表达。
HER2敲低对PD-L1表达的影响：敲低HER2导致PD-L1表达显著下降，同时抑制了AKT/mTOR信号通路，表明HER2通过PI3K-AKT-mTOR通路调控PD-L1的表达。
免疫细胞共培养的实验结果：在HUTGOs与CTLs的共培养中，Nivolumab或Mubritinib处理显著增加了CTLs的增殖并诱导了类器官的死亡。然而，当加入MDSCs时，这种效应被抑制。联合使用Cabozantinib（MDSCs抑制剂）与Nivolumab或Mubritinib能够恢复CTLs的增殖并诱导PD-L1阳性类器官的死亡。
HER2敲低对肿瘤细胞死亡的影响：HER2敲低显著抑制了AKT、ERK和S6K的磷酸化，导致肿瘤细胞死亡和CTLs效应功能的增强。此外，mTOR抑制剂Everolimus也显著降低了PD-L1的表达并抑制了类器官的生长。
研究结果表明，HER2诱导的PD-L1表达在胃癌免疫逃逸中起关键作用。通过抑制HER2信号通路，可以降低PD-L1的表达，从而增强免疫治疗的效果。此外，类器官与免疫细胞的共培养模型为个体化治疗提供了有效的体外筛选工具。研究为胃癌的联合免疫治疗提供了新的思路，特别是针对HER2阳性胃癌患者的治疗策略。
研究还探讨了MDSCs在肿瘤免疫逃逸中的作用，发现MDSCs通过抑制CTLs的增殖和效应功能促进了肿瘤的免疫逃逸。通过抑制MDSCs，可以增强免疫治疗的疗效。这一发现为未来的胃癌免疫治疗提供了新的靶点。
本研究为理解HER2与PD-L1在胃癌中的相互作用提供了重要的实验依据，并为胃癌的个体化治疗策略提供了新的思路。