破解免疫治療耐藥性

當(dāng)下免疫治療熱，越來越多的企業(yè)參與到免疫治療藥物的研發(fā)中，截止目前我國已經(jīng)有4款免疫檢查點(diǎn)抑制劑獲批治療癌癥。

遺憾的是，大部分人卻無法從免疫治療中獲益，或者獲益有限。

這個(gè)問題存在的原因，一方面是腫瘤可能還存在其他抑制免疫系統(tǒng)的方式，使得免疫治療藥物無法起作用。另一方面還在于腫瘤進(jìn)化出了耐藥機(jī)制，使得藥物的效果大打折扣，甚至直接失效。

目前，人們對(duì)免疫檢查點(diǎn)抑制劑的耐藥性問題還束手無策。隨著免疫治療的快速普及，這個(gè)問題在未來可能會(huì)愈發(fā)嚴(yán)重。

最近，哈佛大學(xué)的W。 Nicholas Haining博士率領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，將腫瘤的ADAR1基因敲除后，便能大幅增強(qiáng)腫瘤對(duì)免疫治療藥物的敏感性，克服了腫瘤對(duì)免疫治療的耐藥性。

這個(gè)發(fā)現(xiàn)對(duì)于克服當(dāng)前面臨的免疫治療耐藥性問題，具有重要的指導(dǎo)意義。這項(xiàng)研究發(fā)表在**學(xué)術(shù)期刊《自然》上[1]。

W。 Nicholas Haining博士W。 Nicholas Haining博士

免疫系統(tǒng)在對(duì)腫瘤發(fā)起攻擊時(shí)，首先要對(duì)腫瘤進(jìn)行識(shí)別，這需要有腫瘤抗原的存在。腫瘤抗原包括腫瘤在癌變過程中產(chǎn)生的新抗原，以及腫瘤異常表達(dá)或過表達(dá)的抗原物質(zhì)。這些抗原可以是蛋白抗原，也可以是腫瘤特異的核酸，包括DNA和RNA。

患者在接受免疫治療的過程中，往往會(huì)出現(xiàn)抗原丟失的現(xiàn)象，使得免疫系統(tǒng)不能對(duì)其進(jìn)行識(shí)別，進(jìn)而無法引發(fā)免疫反應(yīng)。這是腫瘤對(duì)免疫治療產(chǎn)生耐藥性的重要原因。

尋找背后的耐藥機(jī)制，對(duì)于讓患者從免疫治療中獲益有極大的幫助。

腫瘤免疫反應(yīng)腫瘤免疫反應(yīng)

2017年， W。 Nicholas Haining團(tuán)隊(duì)通過CRISPR技術(shù)對(duì)潛在的免疫治療新靶點(diǎn)進(jìn)行了大規(guī)模篩選，鑒定出了很多與腫瘤免疫相關(guān)的基因，這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然》上[2]。

在這些基因中，有一個(gè)叫ADAR1的基因表現(xiàn)尤為突出。當(dāng)將腫瘤的ADAR1基因敲除后，耐藥的腫瘤便能響應(yīng)免疫治療藥物了。

其實(shí)人們對(duì)于ADAR1基因早有研究。

ADAR1基因編碼的ADAR1蛋白是一個(gè)雙鏈RNA（dsRNA）編輯酶，它能將dsRNA上的腺嘌呤（A）轉(zhuǎn)化為次黃嘌呤（I），而次黃嘌呤又會(huì)被“誤”認(rèn)作鳥嘌呤（G）。也就是說，ADAR1蛋白具有改變dsRNA序列的作用。

前面我們提到過，核酸也可以作為抗原，被免疫系統(tǒng)識(shí)別，其中就包括dsRNA。

當(dāng)dsRNA被一些感知蛋白（如PKR、MDA5等）識(shí)別后，這些蛋白在IFN的刺激下，會(huì)激活大量基因的表達(dá)，引發(fā)免疫反應(yīng)。

但是，如果dsRNA的序列被ADAR1蛋白改變，則可能使識(shí)別蛋白無法再感知它們，進(jìn)而就無法激活相關(guān)的基因表達(dá)了。簡(jiǎn)單來說，就是ADAR1蛋白會(huì)阻斷IFN信號(hào)通路[3]。

ADAR1蛋白的這種功能其實(shí)為了防止正常細(xì)胞被免疫細(xì)胞攻擊，以免發(fā)生自身免疫疾病。

ADAR1蛋白的作用ADAR1蛋白的作用

然而，和PD-1和CTLA4這兩個(gè)免疫檢查點(diǎn)一樣，ADAR1蛋白的這種免疫調(diào)節(jié)功能可能被腫瘤利用。

因?yàn)镮FN信號(hào)通路在腫瘤免疫中也發(fā)揮著重要作用。IFN能激活NK細(xì)胞的毒活性，激活腫瘤特異性T細(xì)胞，誘導(dǎo)T細(xì)胞釋放穿孔素、顆粒酶等殺傷腫瘤細(xì)胞，增強(qiáng)抗原呈遞作用等等。

若IFN信號(hào)通路被阻斷，腫瘤就可能抵抗免疫系統(tǒng)的攻擊，使得免疫治療失效。

事實(shí)上，腫瘤并沒有放過這個(gè)機(jī)會(huì)。W。 Nicholas Haining團(tuán)隊(duì)證實(shí)ADAR1基因賦予了腫瘤細(xì)胞對(duì)免疫治療的耐藥性。

他們將ADAR1敲除的腫瘤細(xì)胞移植到小鼠體內(nèi)后，發(fā)現(xiàn)腫瘤能很好地響應(yīng)免疫治療藥物，炎癥反應(yīng)更強(qiáng)，且腫瘤幾乎完全消失。與此相反，未敲除ADAR1基因的腫瘤則對(duì)免疫治療沒有響應(yīng)。

ADAR1基因敲除后，再進(jìn)行免疫治療，腫瘤幾乎被完全消滅ADAR1基因敲除后，再進(jìn)行免疫治療，腫瘤幾乎被完全消滅

隨后，研究人員對(duì)浸潤腫瘤的免疫細(xì)胞進(jìn)行了單細(xì)胞測(cè)序，發(fā)現(xiàn)在敲除ADAR1基因的腫瘤組織中，幾乎所有類型免疫細(xì)胞的IFN反應(yīng)都變強(qiáng)了。

并且，對(duì)比ADAR1功能缺陷的腫瘤，ADAR1基因功能正常的腫瘤中發(fā)生了大量的dsRNA編輯現(xiàn)象。

此外，在進(jìn)行免疫治療后，在ADAR1功能缺陷的腫瘤中，在IFN的刺激下，PKR蛋白（一種dsRNA識(shí)別蛋白）下游基因的表達(dá)明顯提高，而這些基因的表達(dá)會(huì)抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。同時(shí)，MDA5蛋白（識(shí)別dsRNA的蛋白）的下游基因也被激活表達(dá)，這些基因能引發(fā)炎癥反應(yīng)。[4]

這表明，在腫瘤中ADAR1蛋白確實(shí)會(huì)通過編輯dsRNA阻斷免疫細(xì)胞的IFN信號(hào)通路。而將腫瘤ADAR1基因敲除后，再進(jìn)行免疫治療時(shí)，IFN信號(hào)通路便能被激活，從而抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，并引發(fā)炎癥反應(yīng)。

ADAR對(duì)干擾素通路的影響ADAR對(duì)干擾素通路的影響

后面，研究者們進(jìn)一步擴(kuò)展了這個(gè)發(fā)現(xiàn)的意義。

他們將ADAR1缺失的腫瘤細(xì)胞的β-2-微球蛋白編碼基因——B2M基因敲除，使得CD8+T細(xì)胞無法識(shí)別腫瘤細(xì)胞，然后將這種腫瘤移植進(jìn)小鼠體內(nèi)。給小鼠注射腫瘤疫苗和PD-1抑制劑。發(fā)現(xiàn)在沒有CD8+T細(xì)胞識(shí)別的情況下，腫瘤中干擾素信號(hào)非常強(qiáng)烈，而且發(fā)生了明顯的免疫反應(yīng)。

這表明，在進(jìn)行免疫治療時(shí)，CD8+T細(xì)胞對(duì)腫瘤的識(shí)別作用并不是必需的。即使抗原呈遞過程缺失，只要腫瘤中的IF信號(hào)能引起足夠強(qiáng)的炎癥反應(yīng)，就能起到治療腫瘤的效果。

這對(duì)于治療抗原呈遞過程缺失的腫瘤，尤其是那些沒有CD8+T細(xì)胞浸潤的腫瘤，可能具有普遍的意義。