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肿瘤免疫大新闻!血液循环肿瘤细胞(CTCs)中现身新的免疫检查点–HLA-E
初绽头角,免疫检查点
免疫监视学说认为免疫系统就像一支“作战优良”的部队一般,能够持续地监视体内出现的异常细胞,识别并摧毁它们。同样地,免疫系统可通过癌症免疫周期对抗杀死部分肿瘤细胞。可肿瘤细胞似乎有“免死金牌”一般,总神奇般“死灰复燃”,人们对此很是困惑。直到年,Allison提出免疫检查点,指程序性死亡受体及其配体,存在于免疫系统中,担负着上调或下调免疫系统信号的作用
简单来说,凡是可以影响免疫反应的重要靶点,都属于免疫检查点。最家喻户晓的免疫检查点便是年荣获诺贝尔奖的PD-1和CTLA-4,其具有免疫抑制功能,随后肿瘤免疫治疗开始进入广大群众的视野。这不,研究人员又发现了HLA-E这一新的免疫检查点,让我们来一探究竟~
新的突破,HLA-E
看到下面这张图,是否又重新唤起了你儿时的记忆,NO,NO,NO,这可是CancerCell的期刊封面。近期,医院团队发表题为“ImmunecheckpointHLA-E:CD94-NKG2AmediatesevasionofcirculatingtumorcellsfromNKcellsurveillance”的封面研究论文
CancerCell封面(图片来源:CancerCell期刊 对于肿瘤细胞与不同类型的免疫细胞之间的免疫检查点分子对及ICBs的研究,大多聚焦于实体肿瘤原发病灶或转移灶中,对CTCs中肿瘤细胞的免疫监视探索很少 ■移动的"种子"
循环肿瘤细胞CTC
年,Ashworth首次提出循环肿瘤细胞(Circulatingtumorcells,CTCs)的概念,目前是指存在于外周血中的各类肿瘤细胞。血液循环是肿瘤从原发病灶向远处器官扩散的主要途径。CTC就像一粒“种子”,通过血液循环,经侵袭、内渗、循环、外渗和定殖5个步骤,最终发展成为恶性肿瘤(图1)。
图1.血液传播过程中CTC-血液相互作用示意图
■发现及验证
CTC中新的免疫检查点分子对HLA-E:CD94-NKG2A
为研究CTCs的相关转移机制,采集了胰腺导管腺癌患者的原发性肿瘤、肝转移灶以及肝门静脉(hepaticportalvein,HPV)中的血液进行活检,并利用单细胞测序技术(scRNA-seq)等技术,分析其转录组学特征和基因表达差异(图2A)。结果显示,血液循环中观察到CTCs和NK细胞之间存在主要相互作用,其中HLA-E和CD94-NKG2在CTC和NK细胞之间具有最强烈的免疫相互作用(图2B)。
进一步的研究发现,大多数NK细胞都含有这种免疫抑制受体NKG2A,且CTC中HLA-E的表达水平高于实体病变肿瘤细胞中的表达水平(图2C-E)。因此,血液中NKG2A和HLA-E之间上调的相互作用可能是由HLA-E分子水平的增加驱动的。
图2.HLA-E:CD94-NKG2A免疫检查点分子对的发现
A:机制研究方案;B:不同来源肿瘤细胞与NK细胞间的免疫检查点分子对;C-E:HLA-E在不同来源肿瘤细胞上的表达。
随后,为验证CTC中HLA-E的免疫检查点功能,在体外进行了NK细胞毒性实验,在体内构建尾静脉小鼠模型来模拟CTC介导的转移,通过使用特异性抗体Monalizumab阻断NKG2A或敲低HLA-E来中断免疫检查点。体内外分析表明,CTC和NK细胞通过免疫检查点分子对HLA-E:CD94-NKG2A相互作用。通过阻断NKG2A或敲低HLA-E表达来破坏这种相互作用可增强NK介导的体外肿瘤细胞杀伤作用,并防止体内肿瘤转移(图3)。
图3.HLA-E:CD94-NKG2A的体内外功能验证
A:体外细胞毒性实验;B:体内尾静脉模型中肺转移情况。
■机制探究
CTC通过参与血小板来源的RGS18上调免疫检查点分子HLA-E
那么CTCs是如何动员HLA-E的呢?研究人员评估了可能与HLA-E表达水平呈正相关的差异表达基因。观察到RGS18并非在原发和转移病灶的肿瘤细胞中表达,而是几乎只在CTC中表达。众所周知,CTC通常被血小板覆盖,而血小板是RGS18蛋白的主要来源。机制研究表明,血小板源性RGS18通过AKT-GSK3b-CREB信号通路促进HLA-E的表达,RGS18过表达促进胰腺肿瘤肝转移(图4)。
图4.CTC通过HLA-E:CD94-NKG2A逃避NK细胞的监视
机制探讨:
1.当向血管内灌注CTC时,CTC会粘附并摄取携带RGS18的血小板。2.RGS18抑制宿主细胞中p-AKT的活化,进而抑制GSK3βSer9的磷酸化而稳定GSK3β蛋白。
3.GSK3β蛋白通过CREB1的Ser位点磷酸化促进CREB1的核转位。
4.CREB1与细胞核内HLA-E基因启动子区SXY位点结合,上调CTC表面HLA-E表达和易位。
5.NK细胞表面HLA-E与NK细胞表面的CD94-NKG2A相互作用,激活细胞内的磷酸酶SHP1,抑制NK细胞的杀伤活性。
免疫检查点阻断(ICB),大放光彩
说了这么多,免疫检查点这一“香饽饽”究竟有何用处呢?言至于此,便不得不提免疫检查点阻断(Immunecheckpointblockade,ICB)疗法,指的是基于程序性死亡受体及其配体的免疫检查点的阻断疗法,通过抑制二者的结合,释放免疫抑制调节,恢复T淋巴细胞的肿瘤特异性细胞毒性,从而提高宿主免疫系统对肿瘤细胞的攻击性[7,8]。ICB已经为多种类型癌症的治疗带来了翻天覆地的变化,在过去的这些年,针对PD-1和CTLA-4,FDA已批准了9种阻断免疫检查点的单克隆抗体药物,包括7个PD-1/PD-L1,2个CTLA-4单抗,用于20多种适应症,包括转移性黑色素瘤、非小细胞肺癌、肾癌、肝细胞癌等
近年,一些新的免疫检查点分子包括TIM-3、VISTA和LAG-3等也被引入研究。例如,许多临床试验(如NCT)评估了不同的阻断LAG-3的方法联合抗PD-1治疗作为潜在的新型ICBs,经过不懈努力,最终Relatlimab于年3月首次获得美国FDA批准治疗黑色素瘤,成为首款获批上市的抗LAG-3抑制剂。
大家进一步了解了肿瘤免疫中“响当当”的免疫检查点,并详细介绍了新的免疫检查点--HLA-E及其相应机制。其次,基于免疫检查的阻断疗法给肿瘤免疫之路带来的曙光,针对经典免疫检查点的药物已获批上市,多种新型免疫检查点百花齐放,共同对抗肿瘤这个“大魔头”。