免疫检查点疗法作为一种备受关注的肿瘤治疗方法，通过共抑制或共刺激信号等一系列途径以调节T细胞活性来杀伤肿瘤细胞[1-3]。然而，一些肿瘤对目前广泛应用的免疫检查点抑制剂表现出耐药性，从而限制其在临床中的应用。因此，寻找新的药物靶点以提高癌症治疗效果迫在眉睫。α2-肾上腺素能受体能够通过G_i信号传递途径抑制腺苷酸环化酶的功能，从而减少环磷酸腺苷(cAMP)和蛋白激酶A (PKA)的激活[4-6]。而在肿瘤微环境中，也存在通过激活腺苷酸环化酶来增加cAMP的水平以发挥免疫抑制功能的机制，从而抑制抗肿瘤免疫反应。因此作者推测激活α2-AR可能通过抑制腺苷酸环化酶，阻断多个增加cAMP水平的免疫抑制途径从而发挥抗肿瘤免疫作用。

为了探究α2-AR在肿瘤进展中的作用，作者分别使用三种不同的α2-AR激动剂和两种拮抗剂处理结肠癌小鼠模型，发现α2-AR激动剂guanabenz (GBZ)、clonidine (CLD)和guanfacine (GFC)可有效抑制肿瘤生长，而α2-AR拮抗剂yohimbine (YHB)和phentolamine (PHE)不影响肿瘤生长。作者继而在11种不同肿瘤小鼠模型中也得到了相同结论，并且α2-AR激动剂对免疫检查阻断疗法无效的难治性肿瘤，如肺癌TC-1，黑色素瘤B16F1、原发性黑色素瘤TiRP模型等展现良好疗效。考虑到α2-AR激动剂的抑癌效果与肿瘤细胞表达的α2-AR水平并无关系，且α2-AR激动剂在NOD/Scid/Il-2rg^−/−(NSG)免疫缺陷小鼠不能发挥作用，作者推测α2-AR激动剂的抑癌作用是免疫系统介导的。α2-AR激动剂具有良好疗效小鼠的肿瘤中浸润更多的CD8⁺ T淋巴细胞，且Rag1敲除(缺乏功能性T和B淋巴细胞)背景下，GBZ对TiRP小鼠没有作用，表明淋巴细胞介导α2-AR激动剂的抑癌作用。作者给NSG小鼠分别皮下注射人卵巢癌SK-OV-3、人结直肠癌LS411N和人前列腺癌PC-3 细胞，待肿瘤形成后静脉注射人PBMC，并使用GBZ或CLD治疗小鼠。实验发现三种肿瘤模型中α2-AR激动剂都具有明显抗肿瘤作用且肿瘤中浸润人CD8⁺T淋巴细胞显著增多，但没有人PBMC存在时α2-AR激动剂无效，表明α2-AR激动剂也可以促进人淋巴细胞对肿瘤的抑制。用α2-AR激动剂治疗的MC38-OVA、TC-1和TiRP肿瘤模型小鼠中肿瘤浸润淋巴细胞 (TIL)表面的PD-1水平和肿瘤微环境中总细胞的 PD-L表达水平增加，作者进而使用α2-AR激动剂与免疫检查点阻断疗法组合治疗肿瘤，发现单独抗PD-1治疗有效的MC38-OVA 、CT26和B16F1 模型中，使用抗PD-1与α2-AR激动剂的组合显示出更显著的抗肿瘤作用，而在对抗 PD-1疗法无反应的TC-1模型中，组合疗法也部分改善抗肿瘤作用。对抗CTLA-4联合抗 PD-无效的TiRP肿瘤模型中，联合免疫检查点疗法的加入进一步提高GBZ的抗肿瘤作用。

图1. α2-AR激动剂抑制多种肿瘤生长

α2a-AR是小鼠肿瘤中表达最高的α2-AR亚型，作者发现CLD和GBZ对MC38、MC38-OVA、TC-1和B16F10-OVA肿瘤的抑制作用在Adra2a-KO小鼠(敲除α2a-AR)中被消除，CD8⁺T 细胞的浸润也没有明显增加。在携带MC38-OVA 肿瘤的Adra2a -KO小鼠中联合抗PD-1治疗时，CLD和GBZ联合治疗作用失效，并且CLD对Adra2a -KO TC-1肺癌仍具有很好的抑制作用，表明α2a-AR是其激动剂介导抗肿瘤作用的实际靶点，α2-AR激动剂的抗肿瘤作用与对肿瘤细胞的直接作用无关，而是依赖于宿主免疫系统。

图2. α2-AR激动剂的抗肿瘤作依赖于宿主免疫系统

既然α2-AR激动剂的抑癌作用是免疫介导性的，作者推测可能是通过影响肿瘤微环境中的免疫细胞发挥作用。作者重点关注对抗PD-1疗法有部分作用的MC38-OVA 模型以及 免疫检查点疗法无效的TC-1模型。考虑到肿瘤模型中观察到CD8⁺ TIL浸润增加，作者首先检测α2-AR激动剂是否直接作用于CD8⁺ T淋巴细胞，发现α2-AR激动剂不影响CD8⁺T细胞的增殖和激活，但是清除掉CD8⁺T细胞后，CLD抑癌作用明显受损，表明CLD的抗肿瘤作用需要CD8⁺T细胞。作者进一步将WT OVA特异性OT-I CD8⁺T淋巴细胞过继回输到携带MC38-OV肿瘤的Adra2a-KO小鼠和WT小鼠，发现CLD对Adra2a-KO小鼠抑癌作用消失，而在WT小鼠中CLD具有明显抑癌作用，表明CD8⁺T细胞不是α2-AR激动剂的直接靶标。α2-AR激动剂除了增加CD8⁺T细胞浸润外，肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)中CD8⁺T细胞活性增加，凋亡减少。并且CLD治疗后TC-1肿瘤小鼠的肿瘤、淋巴结和脾脏中CD4⁺T细胞浸润增加。作者也分析了α2-AR激动剂对骨髓源性抑制细胞(PMN-MDSCs)的影响，发现α2-AR激动剂减少TiRP小鼠肿瘤微环境中PMN-MDSC的数量，使MDSC不易诱导CD8⁺T细胞等TILs的凋亡，促进α2-AR激动剂协同CD8⁺ T细胞过继回输具有良好抗肿瘤作用。

图3. α2-AR激动剂对CD8⁺T细胞和MDSCs的影响

为了研究α2-AR激动剂的作用机制，作者对来自 WT和Adra2a -KO小鼠的CLD治疗和未治疗的MC38-OVA肿瘤进行转录组分析，GSEA富集分析显示WT小鼠相比Adra2a -KO小鼠，经α2-AR激动剂处理后，固有免疫和适应性免疫激活相关的基因表达明显升高。单细胞转录组分析显示肿瘤微环境中最丰富的细胞群为巨噬细胞，包括5个亚群。CLD治疗后巨噬细胞亚群3几乎完全消失，被亚群1所取代。这两个巨噬细胞亚群的基因表达模式相似，但亚群1表现出 M1样巨噬细胞特征，高表达MHC-II类基因和促炎基因(Ccl2、Ccl3、Cxcl2和Ccl4)，参与吞噬作用和抗原呈递，而亚群3表达较低水平的MHC-II 类相关基因以及Adgre1 (编码F4/80)和Itgam (编码CD11b)。CLD治疗诱导巨噬细胞亚群3到亚群1的转变表明能够吞噬和呈递抗原的活化巨噬细胞比例增加。GSEA 通路分析也表明，CLD 治疗增加了巨噬细胞的整体功能，增强了抗原加工/交叉呈递和内质网-吞噬体通路。使用 CellPhoneDB受体-配体数据库分析发现CLD治疗后巨噬细胞和CD8⁺ T细胞之间的相互作用的显著增加。作者通过流式分析也发现CLD治疗后，巨噬细胞浸润增加，MHC II表面表达更高，吞噬能力增强，而来自Adra2a -KO小鼠的肿瘤中巨噬细胞未观察到这些变化，提示巨噬细胞可能是α2-AR激动剂抗肿瘤作用的靶标。为了验证巨噬细胞的作用，作者使用氯膦酸盐脂质体清除MC38-OVA荷瘤小鼠的巨噬细胞，发现CLD的抗肿瘤作用减弱且TIL浸润没有增加。将WT巨噬细胞过继回输到Adra2a -KO小鼠中， CLD抗肿瘤作用和TIL浸润恢复, 表明巨噬细胞参与α2-AR激动剂的抗肿瘤作用。实验还显示，α2-AR激动剂激活巨噬细胞后，要想诱导有效的抗肿瘤免疫应答，CD4⁺/CD8⁺T细胞缺一不可。

图4. 巨噬细胞在α2-AR激动剂抗肿瘤效应中的关键作用

分析TCGA数据发现，α2-AR的高表达与临床肺腺癌患者更好的总生存期之间存在显着关联，α2-AR激活相关的基因高表达，与PD-1抑制剂治疗黑色素瘤效果更好有关，表明α2-AR信号传导诱导促进免疫疗法的转录组学改变，提示α2-AR激动剂可能存在一定的临床转化应用潜能。