近日，耶魯大學(xué)陳斯迪教授課題組在《自然》子刊Nature Immunology上發(fā)表研究論文，介紹了一種新型的癌癥免疫療法。在三陰性乳腺癌、黑色素瘤和胰腺癌等三種小鼠腫瘤模型中，這種療法都取得了良好的治療效果。
目前主要的癌癥免疫療法包括免疫檢查點(diǎn)抑制劑療法，過(guò)繼性細(xì)胞療法，重組細(xì)胞因子，以及癌癥疫苗等，其基本原理是提高免疫系統(tǒng)對(duì)癌細(xì)胞的識(shí)別和殺傷能力，因而免疫系統(tǒng)對(duì)腫瘤相關(guān)抗原（tumor-associated antigens，TAAs）的特異性識(shí)別和殺傷能力是決定該類療法成敗的關(guān)鍵。然而TAAs可能存在先天自發(fā)性的表達(dá)不足和對(duì)其識(shí)別的不足，也有可能出現(xiàn)后天習(xí)得的抗原表達(dá)下調(diào)，甚至完全沉默某些抗原的表達(dá)和呈遞。這些現(xiàn)象加上腫瘤免疫微環(huán)境的進(jìn)一步抑制，很容易導(dǎo)致免疫逃逸的發(fā)生。盡管癌癥免疫療法在臨床癌癥治療中取得了巨大的成功，但僅有一部分患者能從中獲益。我們無(wú)疑需要新的思路和方法去提高腫瘤細(xì)胞表面特異性抗原的表達(dá)和呈遞。
▲本研究的通訊作者陳斯迪教授（圖片來(lái)源：耶魯大學(xué)官方頁(yè)面截圖）研究人員們?cè)诮袢盏恼撐闹刑岢隽艘环N名為“集成內(nèi)源基因激活免疫療法”（Multiplex Activation of Endogenous Genes as Immunotherapy）的新型癌癥免疫療法，縮寫(xiě)為MAEGI。MAEGI利用“CRISPR激活”（CRISPRa）技術(shù)，將不具有核酸酶活性的Cas9蛋白與轉(zhuǎn)錄激活因子融合，再由sgRNA引導(dǎo)到靶基因的位置，來(lái)激活多個(gè)指定目標(biāo)基因的表達(dá)，借此促進(jìn)潛在內(nèi)源性抗原的表達(dá)，進(jìn)而達(dá)到提高免疫識(shí)別和免疫清除的目的。研究者們證明了CRISPRa技術(shù)能在細(xì)胞水平上增強(qiáng)靶基因相關(guān)抗原的表達(dá)和呈遞，進(jìn)而誘導(dǎo)更強(qiáng)的效應(yīng)T細(xì)胞反應(yīng)。此外，其誘導(dǎo)的內(nèi)源基因激活還能在小鼠模型中，讓腫瘤細(xì)胞更容易被機(jī)體免疫系統(tǒng)清除。這為MAEGI的概念奠定了基礎(chǔ)。
▲CRISPRa能提高TAAs表達(dá)和呈遞，誘導(dǎo)更強(qiáng)的過(guò)繼免疫反應(yīng)（圖片來(lái)源：參考資料[2]）研究者使用了相對(duì)安全的腺相關(guān)病毒（AAV）作為基因載體，來(lái)解決MAEGI療法的遞送，鑒于單個(gè)腫瘤具有與正常組織區(qū)分開(kāi)的獨(dú)特的基因突變譜，為了實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)治療（p-MAEGI），研究人員通過(guò)全外顯子測(cè)序，找出一個(gè)三陰性乳腺癌細(xì)胞系的所有突變基因，生成了僅靶向腫瘤組織，涵蓋了1116個(gè)突變基因的3839個(gè)sgRNA文庫(kù)，以及相應(yīng)的AAV-p-MAEGI庫(kù)，再通過(guò)瘤內(nèi)注射方式來(lái)遞送，并靶向激活所有可以產(chǎn)生腫瘤新抗原的突變基因。試驗(yàn)顯示，44%的原位瘤產(chǎn)生完全/近完全緩解，67%的非直接注射的同體非原位瘤也產(chǎn)生了完全緩解。值得一提的是，p-MAEGI療法治愈的小鼠三個(gè)月后仍然可以完全清除同種腫瘤的攻擊，并保持了6個(gè)月以上的完全緩解，表明p-MAEGI產(chǎn)生免疫反應(yīng)的全身性，長(zhǎng)效性和持久性。
▲AAV-p-MAEGI療法示意圖（圖片來(lái)源：參考資料[2]）進(jìn)一步的結(jié)果顯示，AAV-p-MAEGI療法改變了腫瘤的微環(huán)境，不僅提高了主要組織相融復(fù)合體 II（MHC-II）和抗原呈遞細(xì)胞（APC）的比例，還提高了CD4陽(yáng)性T細(xì)胞、CD8陽(yáng)性T細(xì)胞對(duì)腫瘤的浸潤(rùn)，并改變了腫瘤浸潤(rùn)免疫細(xì)胞（TIIC）的成分，這些最終導(dǎo)致了腫瘤的消退。因?yàn)镸AEGI的全新作用機(jī)制，使得它能夠獨(dú)立于已有的癌癥免疫療法。MAEGI理論上能與標(biāo)準(zhǔn)療法或者其他免疫療法結(jié)合，有望帶來(lái)全新的治療方式，應(yīng)用于多種癌癥。
本文題圖來(lái)自Pixabay。
參考資料：
[1] Marrying CRISPR with immuno-oncology to defeat remote tumors. Retrieved Oct. 14, 2019, from https://www.fiercebiotech.com/research/marrying-crispr-immuno-oncology-to-defeat-remote-tumors
[2] Chen. et al. （2019）Multiplexed activation of endogenous genes by CRISPRa elicits potent antitumor immunity. Nature Immunology. https://www.nature.com/articles/s41590-019-0500-4
