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免疫治療
免疫檢查點(diǎn)(Immune checkpoint)是免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器。這些通路對(duì)自我耐受很重要,自我耐受可以防止免疫系統(tǒng)不加選擇地攻擊細(xì)胞。腫瘤細(xì)胞或腫瘤組織往往會(huì)利用一些手段激活免疫檢查點(diǎn),使抗原不能被T細(xì)胞識(shí)別,從而抑制了T細(xì)胞的免疫學(xué)作用,逃避了機(jī)體的免疫監(jiān)視。
針對(duì)腫瘤免疫逃逸開(kāi)發(fā)的抗腫瘤免疫療法中,免疫檢查點(diǎn)阻斷劑已被證實(shí)對(duì)多種癌癥治療相當(dāng)有效,例如CTLA-4、 PD-1相關(guān)藥物等。但由于原發(fā)性或獲得性耐藥的原因,這類藥物對(duì)部分患者治療無(wú)效。的研究表明,一些表觀遺傳調(diào)節(jié)因子參與了抑制抗腫瘤免疫反應(yīng),說(shuō)明表觀遺傳療法或可增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng),并克服對(duì)現(xiàn)有免疫療法的抵抗。
2021年10月20日,來(lái)自耶魯大學(xué)癌癥中心的嚴(yán)欽團(tuán)隊(duì)在Nature上發(fā)表文章。該文章發(fā)現(xiàn)KDM5B通過(guò)作用于逆轉(zhuǎn)錄元件,促進(jìn)腫瘤免疫逃逸。結(jié)果揭示,阻斷KDM5B或阻斷KDM5B-SETDB1相互作用,可以有效提高抗腫瘤免疫反應(yīng),克服免疫檢查點(diǎn)抑制劑治療抵抗。
KDM5家族蛋白是一類去組蛋白甲基化酶,是KDM5 4種亞型中的一種,它參與基因的表觀遺傳調(diào)控過(guò)程。KDM5酶對(duì)于耐藥性的出現(xiàn)起到了重要作用,敲除編碼KDM5酶(包括KDM5A與KDM5B)的基因或者是使用KDM5酶抑制劑,可以激活干擾素信號(hào)通路,增強(qiáng)免疫應(yīng)答。
研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)Gene Ontology (GO)分析技術(shù)發(fā)現(xiàn)KDM5B的表達(dá)與免疫系統(tǒng)過(guò)程中的基因呈負(fù)相關(guān),然后使用免疫原性YUMMER1.7小鼠黑色素瘤模型對(duì)Kdm5b缺失造成的影響進(jìn)行了一系列評(píng)估,并借助測(cè)序的方法發(fā)現(xiàn)KDM5B激活了I型干擾素反應(yīng)的途徑,以及對(duì)逆轉(zhuǎn)錄元件的作用情況。作者利用人黑色素瘤細(xì)樣本進(jìn)行了驗(yàn)證。
通過(guò)文章發(fā)現(xiàn),作者文章有兩個(gè)關(guān)鍵性支撐點(diǎn):
1. 在患者樣本中發(fā)現(xiàn)了KDM5B的作用;
2. KDM5B作用點(diǎn)在逆轉(zhuǎn)錄原件實(shí)現(xiàn)表觀遺傳調(diào)控。
在這兩個(gè)數(shù)據(jù)支撐點(diǎn)上,均采用了TissueGnostics公司的全景組織定量分析技術(shù),不但在原位數(shù)據(jù)中精準(zhǔn)獲得了單細(xì)胞水平的蛋白表達(dá)強(qiáng)度定量數(shù)據(jù),還通過(guò)抗雙鏈RNA抗體對(duì)RNA表達(dá)水平進(jìn)行了定量分析。發(fā)表了觀點(diǎn):KDM5B通過(guò)作用于逆轉(zhuǎn)錄元件,促進(jìn)腫瘤免疫逃逸。
實(shí)驗(yàn)部分
為了避免測(cè)序及生物信息學(xué)分析數(shù)據(jù)帶來(lái)的不確定性,作者團(tuán)隊(duì)使用了免疫組化和免疫熒光技術(shù),在組織學(xué)原位進(jìn)行了驗(yàn)證,在關(guān)鍵的環(huán)節(jié)中,還利用奧地利TissueGnostics公司全景組織流式定量分析技術(shù),進(jìn)行圖像采集和定量分析。為了體現(xiàn)數(shù)據(jù)的客觀與精準(zhǔn)性,作者用了大篇幅對(duì)這個(gè)技術(shù)方法進(jìn)行了詳細(xì)描述:
利用5X物鏡進(jìn)行全景預(yù)覽,然后20X物鏡對(duì)識(shí)別的組織區(qū)域進(jìn)行全景掃描成像。再將獲取的組織全景圖像導(dǎo)入分析軟件中,原位單細(xì)胞識(shí)別及定量分析技術(shù)識(shí)別陽(yáng)性細(xì)胞及平均強(qiáng)度。其結(jié)果通過(guò)散點(diǎn)圖與直方圖呈現(xiàn)。利用正反向回溯功能實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)cut-off線。
正反向回溯功能:組織、細(xì)胞數(shù)據(jù)分析中運(yùn)用正反向回溯功能,支持從圖像到數(shù)據(jù)的正向分析,也支持從數(shù)據(jù)結(jié)果到圖像的反向回溯驗(yàn)證,將影像與分析結(jié)果緊密結(jié)合,實(shí)現(xiàn)數(shù)字化圖像、散點(diǎn)圖及數(shù)據(jù)間的三方面實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)。對(duì)數(shù)據(jù)有效性進(jìn)行獨(dú)立重復(fù)的驗(yàn)證,精準(zhǔn)衡量組織細(xì)胞信號(hào)拆分辨識(shí)結(jié)果,保障樣本識(shí)別的精度、陽(yáng)性率劃分的閾值或是追溯陽(yáng)性信號(hào)在組織中的原位信息的可靠性,更進(jìn)一步幫助研究者定位分化干細(xì)胞等稀有細(xì)胞亞群。
01
作者采用免疫熒光染色的組織樣本,結(jié)合抗PD-1治療之前的黑色素瘤樣本進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析,發(fā)現(xiàn)對(duì)免疫檢查點(diǎn)(immune checkpoint blockade,ICB)有反應(yīng)的患者KDM5B染色較弱,缺乏可檢測(cè)到的KDM5B高黑色素瘤細(xì)胞,而對(duì)ICB有反應(yīng)的患者有KDM5B高黑色素瘤細(xì)胞的主要亞群。這些結(jié)果表明KDM5B與腫瘤炎癥水平呈負(fù)相關(guān),可能是腫瘤免疫抑制劑響應(yīng)低的生物標(biāo)志物,靶向KDM5B可能誘導(dǎo)T細(xì)胞浸潤(rùn)并克服對(duì)ICB的耐藥性。
Figure 1治療前黑色素瘤免疫熒光樣本melanoma cocktail(綠色)、KDM5B(紅色)和DAPI(藍(lán)色)
A-C:抗PD-1治療的3名PD-1無(wú)應(yīng)答患者的免疫熒光圖像;D-F:3名完全應(yīng)答患者的免疫熒光圖像。G:腫瘤微環(huán)境中KDM5B和黑色素瘤標(biāo)記物的平均強(qiáng)度散點(diǎn)圖。KDM5B和黑色素瘤標(biāo)記陽(yáng)性的細(xì)胞位于右上象限。
02
作者研究了KDM5B抑制逆轉(zhuǎn)錄元件表達(dá)情況,針對(duì)RNA水平的驗(yàn)證,使用了抗雙鏈RNA單抗-J2抗體,在KDM5B表達(dá)水平低的應(yīng)答者中檢測(cè)到比那些KDM5B水平高的無(wú)應(yīng)答者更高水平的雙鏈RNA。
Figure 2KDM5B缺失誘導(dǎo)內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄酶元件表達(dá)并形成dsRNA
用J2抗體(紅色)和DAPI(藍(lán)色)對(duì)免疫檢查點(diǎn)抑制劑完全應(yīng)答或無(wú)應(yīng)答患者的代表性患者的dsRNA進(jìn)行免疫熒光染色(左側(cè))和定量(右側(cè))。