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肿瘤免疫治疗耐药系列之一:关于免疫识别缺陷那些事儿(上)

裕策生物  · 公众号  ·  · 2018-02-05 19:31

正文

癌症治疗最大的困难是什么?耐药!

在过去的数年中,人类投入了大量的人力、物力和财力用于和癌细胞的搏杀,我们对癌症的认识也有了长足的进步,一系列新的抗癌药物已经上市, 新一代的免疫检查点抑制剂更是给许多晚期癌症患者带来了很大的希望,有些患者的癌症消失到了无法检测的程度。然而就在医生和患者欢呼雀跃的时候,新的数据给大家泼了一盆冷水 :“神药”对有的患者并没有效果,甚至出现了肿瘤超进展的情况!


这就是人类和癌症做斗争中所面临的最残酷的现实和挑战:抗药性和变异性。以免疫检查点抑制剂为例,其耐药机制与免疫识别缺陷,对免疫效应分析的敏感性,肿瘤微环境和新生血管,肿瘤多能性和可塑性,肠道微生物以及染色质重塑复合物等相关。 今天为大家阐述免疫识别缺陷中影响抗原呈递的两个重要因素:HLA杂合性缺失与B2M缺陷。

1、HLA杂合性缺失


人类白细胞抗原(human leucocyte antigen,HLA) 是人类组织相容性复合体(MHC)的表达产物,肿瘤细胞表面上也存在HLA,参与抗原的处理和呈递。HLA对CD8+ T Cell识别肿瘤细胞必不可少。人体大部分细胞含有两套HLA分子编码基因:一套基因遗传自母亲,另一套基因遗传自父亲。有时,基因变化能够导致一套基因全部或部分丢失,称为杂合子缺失(LOH)。 当HLA位点发生LOH,有可能促进免疫逃避,从而导致免疫治疗耐药(图1)。

图1 癌细胞表面杂合性缺失导致免疫逃逸


2017年11月,《Cell》杂志发表的一篇文章:Allele-Specific HLA Loss and Immune Escape in Lung Cancer Evolution1。文章中作者及其团队开发了一款从测序数据中确定HLA等位基因特定拷贝数的软件,叫做LOHHLA,并对90位非小细胞肺癌患者进行了HLA LOH鉴定,发现40%的患者具有HLA杂合性缺失。 杂合性缺失在非小细胞肺癌里面呈现正向选择(图2),这些数据显示了HLA LOH在肺癌进化过程中是一种常见的免疫逃避机制。


图2 LOH在非小细胞肺癌里面呈现正向选择

紧接着,2017年12月,《Science》杂志发表的一篇文章:Patient HLA class I genotype influences cancer response to checkpoint blockade immunotherapy2。 CD8+ T细胞杀死癌细胞,需要通过HLA-I型分子有效地呈递肿瘤抗原。然而,针对特定患者的HLA-I基因型对抗PD-1/CTLA-4响应的程度目前还不清楚。

为了阐明HLA-I基因型与免疫检查点抑制剂疗效之间的关系,作者分析了1535名接受免疫检查点抑制剂的晚期癌症患者的HLA-I基因型。 将所有的患者分成了两组,Cohort1:有269位晚期黑色素瘤患者和100位晚期非小细胞肺癌患者接受anti-CTLA-4或者anti-PD -1治疗;Cohort2:有1166位不同晚期肿瘤类型的患者,接受anti-CTLA-4,或anti-PD-1/PD-L1,或者是两者联合治疗。杂合型HLA-I可以提高患者的OS(图3)。


图3 杂合型HLA-I可以提高患者的OS


作者在研究过程中思考,既然如此,是否有更大的多样性(杂合性)可以在免疫检查点抑制剂治疗过程中获得更好的生存期呢?作者将黑色素瘤的27个HLA-A等位基因划分为6个超亚型,50个HLA-B等位基因划分为6个超亚型。其中,使用anti-PD-1或anti-CTLA-4治疗的黑色素瘤患者有HLA-B44超亚型的整体存活 率显著提高(图4)。


图4 有HLA-B44超级型的黑色素瘤患者整体存活率显著提高

相反,具有HLA-B62(HLA-B*15:01)超级型的患者与更差的预后相关(图5)。 这项研究结果显示,HLA-I基因型会影响使用免疫检查点抑制剂患者的生存期。表明可以在未来临床试验的设计中考虑这个因素。


图5 HLA-B62超级型患者OS较差


2、B2M缺陷


大量的证据已经表明B2M基因缺陷会影响MHC I的正常折叠和运输到细胞表面(图6),从而产生对免疫检查点抑制剂的耐药。


图6 B2M是MHC折叠和运送到细胞表面的关键基因


2016年9月,《NEJM》发表的:Mutations Associated with Acquired Resistance to PD-1 Blockade in Melanoma3,文中提到B2M的截断突变导致了MHC I的细胞表面表达的丢失。其中一名B2M突变的患者的肿瘤细胞进行MHC I型免疫组织化学染色,显示出B2M突变的患者肿瘤细胞的外细胞膜缺乏MHC I型(图7)。








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