免疫治療是近年來發(fā)展迅速的對抗癌癥的重型殺傷性武器，相比較傳統(tǒng)的化學藥物或放射療法，免疫治療通過提升患者體內免疫系統(tǒng)的能力，通過多種方式殺傷腫瘤細胞。

免疫治療通常包括免疫檢查點抑制劑類療法（如PD-1/PD-L1）、治療性抗體藥物（如抗體藥物偶聯(lián)物（ADC）藥物）、細胞治療（如CAR-T）等。其中，PD-1/PD-L1為靶點免疫檢查點抑制劑療法是目前研究最多、臨床應用最快的療法，其基本原理是PD-(L)1單抗通過阻斷處于激活狀態(tài)下T細胞的PD-1與腫瘤細胞的PD-L1結合，解除腫瘤細胞對免疫細胞的“蒙蔽”，從而使T細胞能夠清除腫瘤細胞。

PD-1/PD-L1免疫檢查點阻斷原理

然而，臨床試驗表明，免疫療法對乳腺癌的總體治療效果較差，尤其TNBC（三陰性乳腺癌）是一種發(fā)展快，侵襲性強，高復發(fā)且缺少靶向治療的腫瘤。這就迫切需要有效的策略來提高免疫治療的功效。

2018年8月15日，UPMC希爾曼癌癥中心、婦女癌癥研究中心及美國美國匹茲堡大學的Yi Huang和華盛頓大學的Nancy E.Davidson在Oncogene雜志發(fā)表了他們的最新工作，發(fā)現(xiàn)細胞毒性T細胞趨化因子的表觀遺傳學失調阻礙了抗腫瘤免疫細胞的轉運并促進了TNBC的進展。

結果

1.三陰性乳腺癌（TNBC）患者LSD1基因與免疫調節(jié)基因表達的關系

首先，作者通過對乳腺癌患者的癌癥基因組圖譜（TCGA）數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)LSD1（組蛋白賴氨酸特異去甲基化酶1）與細胞毒性T細胞招募的趨化因子及PD-L1表達量呈負相關，且主要表現(xiàn)在TNBC或者ER陰性的乳腺癌中。同時發(fā)現(xiàn)LSD1主要高表達在乳腺癌組織而不是周邊的正常組織中（圖1），這提示LSD1基因與該疾病的可能關系。

圖1 LSD1表達與免疫調節(jié)基因表達負相關

2.抑制LSD1能誘導效應T細胞吸附的趨化因子和PD-L1的表達

特定趨化因子對細胞毒性T細胞靶向腫瘤細胞的轉運起到重要作用，LSD1的異常是否通過影響趨化因子的表達而影響免疫系統(tǒng)的功能。因此作者進一步檢測了LSD1抑制劑對于CD8 T細胞招募的趨化因子（CCL5、CXCL9和CXCL10）和PD-L1的影響。他們發(fā)現(xiàn)，在人源TNBC腫瘤細胞系MDA-MB-231中，LSD1抑制劑HCI-2509和苯環(huán)丙胺(TCP) 能夠顯著提高PD-L1、CCL5、 CXCL9和CXCL10的表達（圖2a）。其中，TCP對LSD1的抑制作用是不可逆的，而HCI-2509是一種非競爭性和強效的可逆LSD1抑制劑。

圖2 抑制LSD1誘導CD8 T細胞吸附的趨化因子和PD-L1的表達

通過慢病毒介導的RNA干擾實驗敲低LSD1的表達同樣發(fā)現(xiàn)CCL5、CXCL9和CXCL10的表達上調（圖2c），而過表達LSD1結果相反（圖2d），這與上述抑制劑的實驗結果一致。同時，上述操作對促腫瘤的CCL2、CCL3或CCL4均無顯著影響，提示靶向LSD1的抑制劑對促進抗腫瘤免疫非常有益。

接下來，作者研究了抑制LSD1提高趨化因子的表達是否伴隨著特定基因啟動子的甲基化水平的變化（H3K4me2，即組蛋白3第4位賴氨酸的雙甲基化，是轉錄激活的標志）。染色質免疫沉淀實驗的結果提示，抑制LSD1會增加重要的啟動子區(qū)域中H3K4me2（組蛋白激活標記）的富集，這意味著抑制LSD1可能誘導免疫調節(jié)基因重新表達（圖3）。

圖3 抑制LSD1可能誘導免疫調節(jié)基因重新表達

3.TNBC微環(huán)境中的LSD1抑制CD8 T淋巴細胞的運輸

為研究抑制LSD1誘導趨化因子的產生是否增強CD8 T細胞的運輸和對腫瘤的滲透，研究人員接下來進行了體外趨化性測試。他們從小鼠脾臟中提取CD8 T細胞，通過使用含CD3/CD28和重組小鼠白素-2（IL-2）的免疫磁珠激活后，收集活性CD8 T細胞（圖4）。流式細胞（FCM）的結果表明HCI-2509顯著增加了CD8 T細胞的遷移 (圖4b) 。

為了分析CD8 T細胞趨化因子在LSD1誘導T細胞募集中的作用，作者在4T1（小鼠TNBC細胞系）和EMT6細胞上清中加入TAK-779抑制CCL5和CXCL9/10/11的受體CCR5 和CXCR3。實驗結果顯示，TAK-779阻礙了抑制LSD1所引起的T細胞的遷移 (圖4c) 。同時，RNA干擾實驗降低CCL5 或 CXCL10的表達能有效阻止T細胞的遷移(圖4d)。這些結果提示，T細胞趨化因子調控CD8 T細胞在腫瘤微環(huán)境的富集。

圖4 抑制LSD1誘導效應T細胞向腫瘤的遷移和浸潤

4.抑制LSD1增強抗PD-1免疫治療對體內TNBC移植瘤的功效

在上述機制的基礎上，作者在腫瘤模型鼠內檢測抑制LSD1對抗PD-1免疫治療的影響。他們在BALB/c小鼠原位接種鼠源EMT6腫瘤細胞系構建乳腺癌模型鼠，結果發(fā)現(xiàn)單獨使用PD-1抗體對EMT6腫瘤的生長沒有明顯抑制，而HCI-2509（LSD1抑制劑）和PD-1單抗的聯(lián)合治療能夠顯著抑制腫瘤發(fā)展 (圖5)。此外，該聯(lián)合療法能夠顯著降低Ki67（腫瘤細胞增殖的指標）的表達(圖5d-e)，提示其對腫瘤增殖的抑制。同時，聯(lián)合療法還能夠顯著抑制小鼠TNBC細胞系4T1構建的乳腺癌轉移模型中的腫瘤轉移 (圖5f-g)。

圖5 LSD1抑制劑增強了PD-1抗體的抗腫瘤功效

5.LSD1抑制劑與PD-1 mAb聯(lián)合使用增強體內乳腺腫瘤的免疫原性

最后，作者發(fā)現(xiàn)上述聯(lián)合療法能夠顯著增加EMT6腫瘤模型中PD-L1、 CCL-5、 CXCL9、CXCL10和CCR5 (CCL-5受體)mRNA的表達(圖6a)，同時能夠顯著增加腫瘤周邊淋巴結中CD3 、CD8 T 細胞的數(shù)量 (圖6d)，此外淋巴結中CD4 / CD8 T細胞的比值顯著下降，這都提示該療法中抗腫瘤免疫原性的增強(圖6e) 。

綜上所述，抑制LSD1會引起CD8 T細胞對腫瘤的滲透，增強免疫檢查點阻斷抗體在活體中的抗腫瘤功效（圖7）。

圖6 LSD1抑制劑提高活體中腫瘤的免疫原性

一張圖看懂表觀遺傳異常與重編排對免疫治療的影響

圖7  LSD1在乳腺腫瘤免疫治療中的作用原理

結論

免疫療法是近年來發(fā)展迅速的腫瘤治療關鍵技術，但其對乳腺癌的總體治療效果較差。通過TCGA數(shù)據(jù)分析、甲基化水平檢測、基于病毒載體的基因表達水平操作（RNA干擾和過表達）、腫瘤模型鼠檢測等，作者發(fā)現(xiàn)LSD1的表達下調能夠有效提高免疫療法的效果。未來，此類免疫聯(lián)合治療將是對抗惡性腫瘤的強有力武器。

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參考文獻

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