加拿大多倫多大學(xué)Lawson等，使用CRISPR篩選技術(shù)，系統(tǒng)性地尋找引發(fā)癌細(xì)胞逃脫免疫系統(tǒng)攻擊的驅(qū)動(dòng)基因。研究者發(fā)現(xiàn)，與自噬作用(autophagy)相關(guān)的多種基因是免疫逃逸的關(guān)鍵。(Nature. 2020年9月23日在線(xiàn)版. doi: 10.1038/s41586-020-2746-2)

為了系統(tǒng)性地研究不同基因?qū)Π┘?xì)胞逃避免疫系統(tǒng)攻擊的影響，研究者使用CRISPR-Cas9技術(shù)，構(gòu)建了一個(gè)能敲除19069種編碼蛋白的基因的向?qū)NA(gRNA)庫(kù)。使用這一工具，挨個(gè)敲除了6種不同癌細(xì)胞系中編碼蛋白的基因。這6種癌細(xì)胞系來(lái)自乳腺癌、結(jié)腸癌、腎癌和皮膚癌，代表遺傳背景較廣泛的癌癥模型。

研究者把這些細(xì)胞系與已被激活的細(xì)胞毒性T細(xì)胞(CTL)放在一起，采用CRISPR技術(shù)對(duì)每個(gè)基因逐個(gè)關(guān)閉，觀察哪些基因在敲除之后會(huì)讓癌細(xì)胞對(duì)CTL更為敏感，哪些基因在敲除之后讓癌細(xì)胞能夠?qū)TL的攻擊產(chǎn)生抗性。通過(guò)篩查發(fā)現(xiàn)了182個(gè)基因，這些基因在3種以上的細(xì)胞系中表現(xiàn)出相同的能力，能讓癌細(xì)胞對(duì)CTL的殺傷作用更為敏感或更具有抗性。所有抗性的基因都在免疫應(yīng)答無(wú)效患者中有突變，這些基因中許多之前并未發(fā)現(xiàn)與免疫逃逸有關(guān)。研究者將這些基因稱(chēng)為“核心癌癥固有免疫逃逸基因”。研究者指出，不能停留在發(fā)現(xiàn)在一種腫瘤模型中可調(diào)節(jié)免疫逃逸的基因，發(fā)現(xiàn)那些在多種腫瘤模型中均可調(diào)節(jié)的基因更重要，這些基因可能成為最好的治療靶點(diǎn)。

通過(guò)對(duì)6種不同癌細(xì)胞系進(jìn)行CRISPR敲除篩選發(fā)現(xiàn)182個(gè)基因。

研究者通過(guò)對(duì)這182個(gè)基因的特征進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，它們中很多與調(diào)節(jié)干擾素γ(IFNγ)的信號(hào)通路相關(guān)。干擾素γ是在多種免疫應(yīng)答中起到重要作用的細(xì)胞因子。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，與細(xì)胞自噬作用相關(guān)的多個(gè)基因，在調(diào)節(jié)干擾素γ信號(hào)通路中起關(guān)鍵性作用，其中有些基因此前并沒(méi)未被發(fā)現(xiàn)與干擾素γ相關(guān)。研究者發(fā)現(xiàn)一個(gè)名為FITM2的基因，在小鼠脂肪組織的脂肪存儲(chǔ)方面起關(guān)鍵性作用。若在細(xì)胞中敲除FITM2基因，它讓三種癌細(xì)胞系對(duì)CTL更為敏感。

自噬作用好像細(xì)胞內(nèi)的“廢物回收站”，通過(guò)回收自噬過(guò)程中產(chǎn)生的氨基酸，細(xì)胞可以為合成新蛋白和構(gòu)建細(xì)胞器提供原料。闡明自噬作用的研究在2016年獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。在之前的研究中，研究者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，抑制自噬作用的藥物與其他抗腫瘤藥物聯(lián)用，可能產(chǎn)生更好的抗腫瘤療效。例如，多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)自噬抑制劑與MAPK信號(hào)通路抑制劑聯(lián)用，可以抑制不同類(lèi)型腫瘤的生長(zhǎng)。

而在這項(xiàng)研究中，研究者發(fā)現(xiàn)一種名為autophinib的自噬抑制劑，能讓多種腫瘤細(xì)胞系對(duì)另一種在細(xì)胞免疫應(yīng)答中具有重要作用的細(xì)胞因子TNFα更為敏感，顯示了抑制自噬作用可能在提高免疫療法療效方面的潛力。

研究者指出，不同基因之間的相互作用對(duì)腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸可產(chǎn)生很大影響。在研究與自噬作用相關(guān)的基因之間的相互作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，敲除名為ATG12的基因時(shí)，會(huì)導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞對(duì)細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞更為敏感，在敲除ATG12的同時(shí)敲除ATG5或ATG16L1，反而會(huì)讓腫瘤細(xì)胞對(duì)細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞產(chǎn)生抗性。提示腫瘤已經(jīng)攜帶的某些基因突變，可能決定特定靶向藥物是會(huì)起到抑制癌癥進(jìn)展還是相反的效果。該研究中發(fā)現(xiàn)的介導(dǎo)腫瘤逃避細(xì)胞毒性T細(xì)胞作用的核心基因和信號(hào)通路，可能為指導(dǎo)開(kāi)發(fā)新的癌癥免疫療法提供參考。

(編譯 張嘉佳)