首页 文献阅读 HLA-I分子加工和递呈抗原功能受损是免疫检查点抑制剂耐药的重要原因

HLA-I分子加工和递呈抗原功能受损是免疫检查点抑制剂耐药的重要原因

摘要 目前,我们对获得性免疫检查点抑制剂(ICI)耐药的机制知之甚少。有文献报道,黑色素瘤PD-1抑制剂治疗中获得性耐药机制与肿瘤细胞非同义突变减少、β2微球蛋白缺失/突变介导的H…


摘要

目前,我们对获得性免疫检查点抑制剂(ICI)耐药的机制知之甚少。有文献报道,黑色素瘤PD-1抑制剂治疗中获得性耐药机制与肿瘤细胞非同义突变减少、β2微球蛋白缺失/突变介导的HLA I类分子抗原处理缺陷以及JAK1/2失活突变介导肿瘤细胞干扰素(IFN)信号缺陷相关。但肺癌免疫检查点抑制剂耐药机制不明,基于此,Katerina Politi团队入组14例患者,通过研究HLA-I类抗原处理和提呈机制(APM)组件的基因改变来判断是否对PD-1或PD-L1抗体获得性耐药。结果表明,HLA-I类分子抗原提呈机制的破坏可导致肺癌免疫检测点抑制剂耐药。

1.

免疫检查点抑制剂肿瘤耐药的基因表达情况

为了确定与获得性ICI耐药相关的细胞和分子机制,Katerina Politi团队系统地分析了2011至2016年间在机构内治疗ICI耐药的非小细胞肺癌(NSCLC)患者,入组14例,在使用PD-1治疗前及产生耐药时采集可用的肿瘤样本进行了全外显子组DNA测序(图1)。


图1 获得性耐药ICIs病例分析过程特点。A.14例入组患者重复活检及样本分析示意图;B.不同患者的免疫治疗方案;C.单个病人对免疫治疗的应答时间,对ICIs的耐药和治疗时间点

作者研究了肿瘤样本体细胞非同义(NS)突变的数量ICI耐药前后是否发生变化,结果发现在ICI获得性耐药8个病例中有6例标本NS突变负荷增加。为了评估ICI耐药样本中肿瘤新抗原可能发生改变,他们通过相关软件预测肿瘤样本了肿瘤新抗原的HLA限制性的数量,发现候选肿瘤新抗原的数量与体细胞突变的数量普遍相关,8个获得性耐药病例中有6例增加(图2)。

图2 患者样本ICIs获得性耐药的突变景观。A.体细胞突变负荷;B.肿瘤新抗原负荷

2.

ICIs耐药时β2M微球蛋白缺失

在黑色素瘤和结直肠癌对派姆单抗耐药的病例中发现HLA-I类抗原的处理和提呈存在缺陷。为确定患者样本队列中是否存在编码HLA-Ⅰ类分子APM机制的基因遗传缺陷,作者调查了72个与抗原处理和提呈相关基因(http://www.genome.jp/dbget-bin/www_bget?hsa04612)。基因拷贝数变异分析显示,ICI耐药样本中具有获得性突变的基因:PSMD13、CD207、PSMD4、PSMD7和PSMD1,但未发现这一途径中基因的反复突变和/或拷贝数改变;ICI耐药样本#23存在β2M最初是杂合子丢失,耐药后出现β2M纯合子丢失(图3)。


图3 抗原处理和递呈途径相关基因组景观

       考虑到#23患者β2M进行性丢失强有力的遗传学证据以及β2M在HLA-I类抗原处理和呈递中的作用,作者进一步研究该病例:

       #23,75岁女性,肺鳞癌IV期,卡铂和吉西他滨一线治疗,多西他赛二线治疗后进展,继而使用PD-L1抗体联合CTLA4拮抗剂抗体治疗,患者临床症状改善、病灶消退,4个月后发现新的腹腔肿块切除后继续进一年免疫治疗无明显进展,而她无在系统治疗9个月后复发,重新开始抗PD-L1和抗CTLA4治疗,影像学提示有明显的二次应答。病理切片结果提示ICI治疗前肿瘤标本病理显示肿瘤细胞上PD-L1无明显的表达,ICI耐药后腹腔肿块标本显示肿瘤累及淋巴结,周围免疫细胞中PD-L1的表达增加,PCR实验β2M基因拷贝数变异分析显示,ICI耐药性样本中存在纯合子β2M丢失,免疫荧光结果同样证实了这一现象(图4)。

图4 免疫治疗获得性耐药#23患者β2M基因缺失。A.影像学变化及治疗之间轴;B/C.耐药前后肿瘤组织病理切片;D.荧光定量PCR β2M基因拷贝数变化;E.和F. 免疫荧光耐药前后肿瘤组织内β2M蛋白定性及定量分析 

接下来作者研究了3个来源于ICIs具有耐药性的肿瘤样本的PDX(#8、#23和#26)以及另外两个对免疫检查点抑制剂原发性耐药(#3、#7)样本,观察ICIs产生不同耐药情况下肿瘤PDX样本中观察到β2M蛋白水平较低。由于β2微球蛋白是HLA-I类分子的重要组成部分,流式结果证实HLA-I类分子的数量与β2M呈正相关(图5)。

图5 β2M基因缺失后ICI耐药性肿瘤中HLA-I类抗原加工和呈递的缺陷。A. Western blot分析#23没有β2M蛋白表达,β2M蛋白在其他肿瘤患者PDX中有表达(# 26, 3, 7, 和8);B. 流式细胞术分析结果与A吻合;C. HLA-I类分子与β2M数量呈正相关

3.

β2微球蛋白在免疫检查点抑制剂耐药中的作用

为进一步明确β2M在介导免疫检查点抑制耐药中的作用,作者采用CRISPR技术敲除小鼠肺癌细胞中的β2M,将β2M野生型/β2M基因敲除的细胞注射到相同免疫活性A/J小鼠右腿,当肿瘤体积达到约30mm3时,小鼠被随机注射抗PD-1或同型对照抗体,结果发现具有完整β2M的小鼠对PD-1抗体有应答,而β2M基因敲除组PD-1抗体治疗后无效。(图6)。


图6 β2M表达缺失会导致PD-1抑制剂治疗耐药。Western blot分析β2M敲除的小鼠肺癌细胞;B.比较抗PD-1治疗的β2M野生型和β2M敲除株系在小鼠体内同一时间点瘤体体积

讨论

大约20%的晚期NSCLC患者对PD-1或PD-L1抑制剂能够应答,但是许多患者会产生耐药,目前对肺癌产生的这种耐药性的机制了解有限。通过对PD-1抑制剂产生耐药性的NSCLC患者的系列肿瘤标本进行分析,Katerina团队发现一例对联合抗PD-L1和抗CTLA-4治疗的患者获得性耐药的肿瘤组织样本中的纯合子β2M缺失,β2M是HLA-I类复合物的重要组成部分,肿瘤β2M缺陷与免疫逃逸有关。该研究首次报道HLA-I类抗原处理受损作为NSCLC患者对ICIs获得性耐药性的机制。总之,这项研究证明抗原处理缺陷可能成为肺癌对ICIs产生获得性耐药的机制之一,研究这些缺陷发生的频率和导致这些缺陷的潜在机制对于理解和克服免疫疗法的耐药性具有重要意义。

声明

本文由Oncolab实验室微信公众号翻译整理,如需转载请联系本公众号。

— THE  END —

来源 | Cancer Discov
执行编辑 | 徐曼斯 蒋俊博 罗佳佳 郑梦怡
责任编辑 | 钟雪莹
审核 | 宋  乐
审定 | 王  坤


▉  往期精彩内容推荐

人人学懂免疫学:第六期
人人学懂免疫学:第七期
人人学懂免疫学:第八期
人人学懂免疫学:第九期
GraphPad+AI制作可发表级别的柱状图-OncoLab实验室
PD-1/PD-L1阻断剂治疗肿瘤的研究进展与面临的挑战
小动物活体光学成像系统操作视频-中西医结合基础研究中心
Immunity:肿瘤免疫治疗的十大挑战
BD LSR Fortessa流式-中西医结合基础研究中心
BD FACSJAZZ流式细胞分选仪基本参数及应用简介
免疫荧光实验-OncoLab实验室
WB操作视频-OncoLab实验室
Annexin V/PI染色检测细胞凋亡-OncoLab实验室
蔡司LSM800激光共聚焦显微镜操作视频-中西医结合基础研究中心
如何使用ImageJ进行细胞荧光定量
如何使用Scrivener进行科技论文写作
Mendeley-最好用的文献阅读管理软件,没有之一
如何选择一个合适的杂志进行投稿?
PubMed中如何按影响因子筛选检索结果并显示影响因子及分区?
如何使用EndNote软件插入参考文献(附6813种杂志参考文献格式文件)
如何测量Western Blot条带灰度值?(GelPro软件使用方法)

实验中如何挑选到一支好用的抗体?


长按二维码获取更多精彩~


欢迎添加上面的微信加入免疫交流群~


点亮“在看”
让更多人看到!

本篇文章来源于微信公众号:OncoLab

免责声明:文章内容不代表本站立场,本站不对其内容的真实性、完整性、准确性给予任何担保、暗示和承诺,仅供读者参考,文章版权归原作者所有。如本文内容影响到您的合法权益(内容、图片等),请及时联系本站,我们会及时删除处理。

作者: oncolab

为您推荐

Cell重磅综述:癌症神经科学 – 领域现状和新兴方向

1.摘要 神经系统在个体发育(胚胎发育)和肿瘤发生(肿瘤学)中都起着至关重要的作用。它在发育过程中调控器官发生,在维持体...

Immunity:CD8+ T细胞在癌症-免疫循环中的关键角色

杂志名称:Immunity 发表日期:2023.10.10 DOI:10.1016/j.immuni.2023.09.0...

Nucleic Acids Res:SORC – 癌症空间转录组学资源数据库

杂志名称:Nucleic Acids Res. 发表日期:2023.10.09 DOI:10.1093/nar/gkad...

Nat Rev Cancer:质子(H+)如何为侵袭性癌症铺平道路

杂志名称:Nat Rev Cancer. 发表日期:2023.10.26 DOI:10.1038/s41568-023-...

Cancer Cell:通过体内工程化巨噬细胞重塑肝癌微环境实现肝转移瘤消除

杂志名称:Cancer Cell 发表日期:2023.10.13 DOI:10.1016/j.ccell.2023.09...

发表回复

返回顶部