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Science|CRISPR\/Cas9技术发现I-O治疗获益的关键基因

裕策生物 · 公众号 · · 2018-01-26 20:50

正文

人类的第三次抗癌革命发展至癌症免疫疗法阶段！很多以前无法治疗的癌症患者现在都能高质量生活很多年，甚至可能被治愈！然而当整个世界欢呼鼓舞时，癌症免疫疗法遇上了最难以攻克的困难：耐药！以PD-1/PD-L1为代表的免疫检查点抑制剂通过激活人体免疫系统来杀死肿瘤细胞，迅速改变了肿瘤治疗的面貌，但是这一类免疫药只对部分癌症患者有效，还有一部分患者使用免疫药效果甚微。

在上一篇文章中，我们解读了在肾透明细胞癌患者队列中发现PBRM1 基因功能失活突变与抗 PD-1 治疗获益显著相关，PBRM1 基因失活突变的患者 OS 和 PFS 显著延长。（ Science|提高免疫疗法的获益程度，还得检测PBRM1基因突变！）

2018年1月4日，美国Dana-Farber癌症研究所在《Science》上发文利用CRISPR基因编辑的方法从另一个层面验证了PBRM1基因失活对黑色素瘤免疫治疗效果的影响，小鼠试验显示， SWI/SNF染色质重塑复合体PBAF亚型（PBRM1、ARID2、BRD7）参与了癌细胞对免疫T细胞的抵抗。当这些PBAF亚型失活时，癌细胞对T细胞的杀伤效应更加敏感，免疫检查位点抑制剂的疗效得到了极大的提高。这一发现有望得到证实将进一步改进免疫治疗方法，提高免疫治疗效果，扩大免疫治疗的适用人群。

研究者们使用基因编辑CRISPR / Cas9基因编辑技术筛选黑素瘤细胞的基因组，找到了100多个与肿瘤免疫T细胞杀伤有关的基因,他们发现当这些基因的被失活时，肿瘤细胞对T细胞的杀伤变得更加敏感。随着研究的深入，确定了SWI/SNF染色质重塑复合体PBAF亚型（PBRM1、ARID2、BRD7）参与了癌细胞对免疫T细胞的抵抗。

图1. CRISPR / Cas9技术筛选黑素瘤细胞的基因组

研究者也发现，用免疫检查点抑制剂治疗PBRM1基因缺陷的黑色瘤小鼠和对照组小鼠，结果表明PBRM1基因缺陷的小鼠，对免疫检查点抑制剂更加的敏感，并且生存期有显著提高。用流式细胞仪观察小鼠体内细胞状况，显示PBRM1基因缺陷的小鼠肿瘤周围的T细胞数量明显高于对照组。此外，单细胞RNA分析显示，与抗肿瘤免疫有关的基因在PBRM1缺陷的细胞上的表达量明显高于对照组。这些单细胞数据还表明，PBRM1缺陷的细胞与对照组相比，肿瘤抑制性M1巨噬细胞与肿瘤促进性M2巨噬细胞的比例增加。因此，PBRM1的失活不仅使肿瘤细胞对T细胞介导的细胞毒性敏感，而且还产生更有利的肿瘤微环境。

图2. 免疫检查点抑制剂治疗Pbrm1基因缺陷的黑色瘤小鼠和对照组小鼠

图3. PBRM1基因缺陷的黑色瘤小鼠和对照组小鼠体免疫细胞浸润状况

PBAF亚型的另外两个基因，ARID2和BRD7突变也被证明与检查点抑制剂的响应有关。研究显示ARID2和PBRM1的mRNA水平与许多人类癌症类型中的GZMB和PRF1mRNA的表达水平呈负相关，表明ARID2和PBRM1的低表达与CD8细胞产生高水平的细胞毒素有关。与此同时研究发现在CD8细胞浸润程度比较高的黑色素瘤患者里面，ARID2功能缺陷的患者对免疫疗法的响应率更高。