目前,免疫療法可以通過重新刺激 T 細(xì)胞的活性并增強(qiáng)其抗腫瘤作用來治療癌癥。這種療法幫助特定類型腫瘤的患者延長了生存期,但由于免疫療法對(duì) T 細(xì)胞的持續(xù)刺激,T 細(xì)胞逐漸發(fā)展為功能衰竭,限制了其進(jìn)一步的抗腫瘤作用。這是免疫療法目前面臨的一大挑戰(zhàn)。
當(dāng) T 細(xì)胞衰竭發(fā)生時(shí),多能前體 T 細(xì)胞逐漸轉(zhuǎn)化為終末分化的 T 細(xì)胞,而后者對(duì)免疫檢查點(diǎn)抑制劑沒有反應(yīng),這也是免疫療法逐漸產(chǎn)生耐藥性的原因。科學(xué)家們正試圖破譯 T 細(xì)胞衰竭的分子機(jī)制,并進(jìn)行干預(yù),使免疫療法更有效、更持久。
近日,美國圣裘德兒童研究醫(yī)院的一個(gè)研究小組在 Science 雜志上發(fā)表了一項(xiàng)重要研究成果,揭示敲除 ASXL1 基因可以顯著增強(qiáng) T 細(xì)胞的抗腫瘤作用,為開發(fā)更有效的 T 細(xì)胞免疫療法提供了新思路。

長期 T 細(xì)胞刺激可導(dǎo)致功能衰竭,這是限制基于 T 細(xì)胞的免疫治療持續(xù)性的主要因素之一。在抗腫瘤過程中,T 細(xì)胞逐漸從多能前體狀態(tài)(Tpex)轉(zhuǎn)變?yōu)榻K末分化狀態(tài)(Tex),處于 Tex 狀態(tài)的 T 細(xì)胞對(duì)免疫檢查點(diǎn)阻斷(ICB)治療沒有反應(yīng)。研究人員意外發(fā)現(xiàn),一組骨髓增生異常綜合征(MDS)患者在接受抗 PD-L1 治療后,生存期顯著延長。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),ASXL1 基因在這些患者的 T 細(xì)胞中發(fā)生了突變。
ASXL1 基因與另外兩個(gè)基因(DNMT3A 和 TET2)一樣,是克隆性造血(CH)的調(diào)節(jié)因子,與造血干細(xì)胞存活優(yōu)勢的增加有關(guān)。研究人員推測,這些基因的變化可能會(huì)影響 T 細(xì)胞的分化過程,從而影響抗 PD-L1 治療的有效性。
為了驗(yàn)證這一假設(shè),研究人員使用 CRISPR 技術(shù)敲除小鼠 T 細(xì)胞中的 DNMT3A、TET2 和 ASXL1 基因,并將這些修飾的 T 細(xì)胞植入小鼠體內(nèi),使其暴露在持續(xù)的病毒感染環(huán)境中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)這些特定基因被敲除時(shí),T 細(xì)胞會(huì)持續(xù)受到刺激并分裂長達(dá)一年,但它們沒有表現(xiàn)出任何功能異常,而是表現(xiàn)出干細(xì)胞樣狀態(tài)特征。

在研究中,ASXL1 基因的作用尤為突出。敲除 ASXL1 基因不僅可以使 T 細(xì)胞更活躍地增殖,還可以保持更高的干細(xì)胞特性。這些細(xì)胞在面對(duì)抗原時(shí)仍然可以表現(xiàn)出強(qiáng)大的效應(yīng)器功能,并且可以在更長的抗原刺激時(shí)間內(nèi)保持干性而不會(huì)發(fā)生惡性增殖。
在感染淋巴細(xì)胞性脈絡(luò)叢腦膜炎病毒(LCMV)的小鼠模型中,作者將這些修飾的T細(xì)胞引入小鼠體內(nèi),使其受到長期抗原刺激。在 LCMV 感染 30 天后,作者仍然能夠在小鼠脾臟中獲得大量具有干燥特征的 ASXL1 KO T 細(xì)胞,這些細(xì)胞在面對(duì)抗原時(shí)表現(xiàn)出很強(qiáng)的效應(yīng)功能。在較長的抗原刺激時(shí)間內(nèi),這些 T 細(xì)胞可以保持干燥而不會(huì)惡性增殖。
隨后,研究人員構(gòu)建了一批黑色素瘤和癌癥小鼠模型,這些模型通常具有較強(qiáng)的免疫抑制作用。他們還將 ASXL1 基因敲除T細(xì)胞注射到小鼠體內(nèi),隨后對(duì)一些小鼠進(jìn)行抗 PD-L1 治療。首先,單獨(dú)獲得 ASXL1 KO T 細(xì)胞足以幫助小鼠進(jìn)行抗腫瘤治療并延長存活時(shí)間。在添加抗 PD-L1 治療后,可以進(jìn)一步控制腫瘤的發(fā)展。與僅含有野生型 T 細(xì)胞的小鼠相比,含有 ASXL1 KO T 細(xì)胞的腫瘤小鼠對(duì)免疫療法的反應(yīng)更持久。作者發(fā)現(xiàn),ASXL1 KO T 細(xì)胞在一年后仍然可以在小鼠體內(nèi)維持一小部分,避免 T 細(xì)胞衰竭,并且仍然具有抗腫瘤特性。
該研究的共同通訊作者 Ben Youngblood 博士指出:“ASXL1 就像一個(gè)調(diào)節(jié)T細(xì)胞末端分化的表觀遺傳檢查點(diǎn),新的研究結(jié)果有望幫助我們開發(fā)和設(shè)計(jì)更耐用的抗腫瘤 T 細(xì)胞。”
值得一提的是,新的研究還發(fā)現(xiàn),在沒有 DNMT3A 和 TET2 的情況下,T 細(xì)胞可以獲得更強(qiáng)的增殖能力,并對(duì)抗 PD-L1 治療產(chǎn)生有效反應(yīng)。目前,ASXL1 和 TET2 的靶向研究處于臨床前階段,而 DNMT3A 的靶向性研究取得了一些臨床進(jìn)展。

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