免疫检查点抑制剂，如 PD-1 抗体的出现，重塑了肿瘤治疗格局。然而，“原发性耐药”或“获得性耐药”仍然是长期存在的临床挑战，也让许多患者和临床医生面临不确定性。为什么同样被称为“神药”的 PD-1 抗体，在部分患者中疗效显著，而在另一些患者中却几乎无效？
为深入解析这一问题背后的机制，科学家构建了多种精细化研究模型。本文将聚焦基于经典小鼠结直肠癌细胞系 MC38 构建的三种基因敲除模型，系统分析当 B2M、KEAP1 和 STK11 三个关键基因被敲除后，PD-1 抗体为何会出现“失效”。
实验模型与核心发现
研究人员选择了对 PD-1 抗体治疗敏感、具有较强免疫原性的 MC38 小鼠结肠癌细胞系 作为实验基础。通过基因编辑技术，分别对三个关键基因进行原位敲除，构建了三种耐药细胞模型：
- MC38-mB2M-KO
- MC38-KEAP1-KO
- MC38-STK11-KO
随后，将这些改造后的细胞系与亲本 MC38 细胞分别接种至免疫健全小鼠体内，建立皮下肿瘤模型，并使用小鼠 PD-1 抗体，即 Anti-mPD1 进行治疗。
与对照组相比，三种基因敲除模型对 Anti-mPD1 治疗的响应均显著降低，清晰重现了临床中常见的 PD-1 治疗耐药现象。
B2M、KEAP1 和 STK11 基因敲除，即 KO 后，MC38 皮下移植瘤模型中 Anti-mPD1 的药效曲线
那么，这三个基因分别发挥什么作用？它们又是如何帮助肿瘤逃避免疫系统攻击的？
第一大屏障：B2M 敲除，让免疫系统“失明”
耐药机制：抗原呈递通路受损
B2M 基因的作用是什么？
B2M 编码 β2-微球蛋白，是 MHC-I 分子稳定表达和正常功能所必需的关键组成部分。
MHC-I 分子是什么？
它可以被理解为癌细胞表面的“警报展示牌”。癌细胞内部的异常蛋白，即抗原，会被加工成小片段，并通过 MHC-I 分子展示在细胞表面，呈递给 CD8⁺ T 细胞，也就是免疫系统中的主要“杀伤部队”，向其发出信号：“我是不正常细胞，请清除我。”
一旦 B2M 缺失，MHC-I 分子就无法正常组装，也难以运输至细胞表面。结果是，即使癌细胞内部已经高度异常，其外表仍可能表现得“像正常细胞一样”。CD8⁺ T 细胞因此失去识别靶细胞的能力，肿瘤得以实现免疫逃逸。这一过程被称为抗原呈递缺陷。
B2M 缺失会导致 MHC-I 不稳定
模型特点与应用价值
MC38-mB2M-KO 模型能够准确模拟临床中由 B2M 突变或缺失导致的免疫治疗耐药。该模型是研究如何克服此类耐药机制的理想平台。
例如，该模型可用于测试能够绕过 MHC-I 限制的新型免疫治疗策略，包括：
- 双特异性抗体，如 CD3 × 肿瘤抗原抗体
- CAR-NK 或 CAR-T 细胞疗法
- 诱导癌细胞表面应激配体表达的药物
这些策略有望重新激活 T 细胞或 NK 细胞的细胞毒性作用，从而突破 B2M 缺失导致的免疫识别障碍。
第二大屏障：KEAP1 敲除，制造“焦土化”肿瘤微环境
耐药机制：代谢重编程与抗氧化应激增强
KEAP1 基因的作用是什么？
KEAP1 是细胞抗氧化应激通路，即 KEAP1-NRF2 通路中的“刹车”。在正常情况下，KEAP1 会持续促进 NRF2 蛋白降解。
当 KEAP1 缺失后，这一“刹车”被解除，导致 NRF2 在细胞内积累并持续激活。NRF2 是一种强效转录因子，可激活一系列抗氧化和解毒相关基因。
肿瘤细胞会利用 NRF2 激活带来的优势，大量消耗肿瘤微环境中的葡萄糖等营养物质，并分泌有害代谢副产物。这会使浸润到肿瘤中的 T 细胞陷入“饥饿”和“中毒”状态，进而导致功能耗竭和代谢抑制。
与此同时，升高的抗氧化能力也使肿瘤细胞能够更好地抵御免疫攻击过程中产生的活性氧，即 ROS，从而增强自身存活能力。这种“焦土化”环境还可能招募更多免疫抑制性细胞，如髓源性抑制细胞，即 MDSCs，进一步压制抗肿瘤免疫反应。
NRF2 活性主要通过与 KEAP1 的相互作用进行调控
模型特点与应用价值
MC38-KEAP1-KO 模型可模拟由代谢异常和氧化应激通路失衡所导致的免疫治疗耐药。
该模型尤其适用于测试靶向肿瘤代谢的联合治疗方案。例如：
- PD-1 抗体联合 NRF2 抑制剂
- PD-1 抗体联合代谢通路抑制剂，如谷氨酰胺酶抑制剂
- PD-1 抗体联合逆转免疫抑制微环境的药物，如 AKT 抑制剂或 COX-2 抑制剂
其核心目标是“改善土壤”，让 T 细胞能够重新在肿瘤组织中存活、浸润并发挥杀伤功能。
第三大屏障：STK11 敲除，“冷肿瘤”的制造者
耐药机制：干扰素信号受损与 T 细胞排斥
STK11 基因的作用是什么？
STK11，又称 LKB1，是重要的抑癌基因，参与调控细胞能量代谢、细胞极性和细胞生长。STK11 缺失与多种癌症，如肺癌和结直肠癌中的免疫治疗耐药密切相关，其机制较为复杂。
冷肿瘤表型：
缺失 STK11 的肿瘤往往表现出细胞毒性 T 细胞浸润减少，呈现典型的“免疫荒漠”或“冷肿瘤”特征。
干扰素信号受损：
STK11 缺失会影响肿瘤细胞对干扰素 γ，即 IFN-γ 的响应能力。IFN-γ 是 T 细胞攻击肿瘤过程中释放的关键细胞因子，可放大免疫反应并抑制肿瘤生长。当该通路受损时，肿瘤对 T 细胞攻击变得不敏感。
促进免疫抑制：
STK11 缺失还会导致多种免疫抑制因子上调，如 VEGF 和 IL-6，进一步恶化肿瘤微环境。
STK11、KRAS 和 TP53 状态对肿瘤免疫细胞微环境的影响
模型特点与应用价值
MC38-STK11-KO 模型是研究如何将“冷肿瘤”转化为“热肿瘤”的经典工具。
借助该模型，研究人员可以系统探索多种免疫联合治疗策略。例如：
- PD-1 抗体联合放疗或化疗，用于诱导免疫原性细胞死亡并释放肿瘤抗原
- PD-1 抗体联合靶向治疗，如 MEK 抑制剂或 mTOR 抑制剂
- PD-1 抗体联合细胞因子疗法
- PD-1 抗体联合肿瘤疫苗
这些策略旨在重新招募并激活肿瘤组织内的 T 细胞，从而逆转免疫治疗耐药。
总结与展望
B2M、KEAP1 和 STK11 三大“屏障”分别通过三种不同但可能相互关联的机制，导致肿瘤对 PD-1 抗体治疗产生耐药：
- **B2M 缺失：**导致免疫识别失败，使免疫系统“失明”
- **KEAP1 缺失：**重塑代谢微环境，形成“焦土化”免疫抑制环境
- **STK11 缺失：**削弱 T 细胞招募与激活，形成“冷肿瘤”状态
Kyinno Biotechnology 自主开发的三种基于 MC38 的基因敲除模型，全面覆盖了临床中重要的免疫治疗耐药类型。这些模型不仅是揭示耐药生物学机制的“显微镜”，也是筛选下一代抗肿瘤联合治疗方案的“试金石”。
未来，研究人员可利用这些模型开展高通量药物筛选，针对不同耐药类型寻找最优联合治疗策略，最终实现更加精准的免疫治疗。当患者存在特定基因突变时，能够快速匹配最有效的联合治疗方案，让 PD-1 抗体这把“利剑”再次出鞘，为更多患者带来新的治疗希望。
