肿瘤|《科学》子刊：复旦陈海泉/李飞团队发现对免疫治疗敏感的肺癌特征细胞|陈海泉|李飞|研究|患者

抗PD-1/PD-L1免疫治疗可以说是万众瞩目，且临床试验证明其具有持久的抗肿瘤效应，并改变了包括非小细胞肺癌（NSCLC）在内的多种晚期癌症的治疗[1] 。然而，只有不到20%的NSCLC患者可以从抗PD-1/PD-L1免疫治疗中获益，而这些患者中又有20%-40%遭受严重不良反应[2] 。
近日，由上海复旦大学陈海泉教授和李飞教授，以及纽约大学格罗斯曼医学院Kwok-Kin?Wong共同领衔的研究团队，在 Science Advances 期刊上发表重要研究成果[3] 。
他们发现，TSC1/TSC2（结节性硬化症综合征亚单位1/2）突变的NSCLC患者，相比于未突变患者，接受ICB治疗后临床受益持久和生存率增加，表明TSC1/TSC2缺失使NSCLC患者对ICB疗法变得敏感。

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▲ 论文首页截图
目前，虽然PD-L1的表达是FDA唯一批准用来预测NSCLC ICB治疗的生物标志物，但是ICB治疗不仅能显著提高PD-L1强阳性患者的生存率，也使部分PD-L1阴性患者的生存率得到一定提高，表明 PD-L1的表达作为生物标志物存在一定缺陷[2] 。
此外，一些特定致癌基因和抑癌基因的体细胞突变，包括EGFR、KRAS和P53 ，也已被证实与ICB治疗反应有关。事实上，肿瘤细胞的遗传变异可以通过多种机制调节宿主的抗肿瘤免疫应答，如调节PD-L1的表达和改变肿瘤微环境（TME）[4] 。
研究人员为了寻找新的免疫调节剂，他们在 Kras G12D /Trp53 -/- （KP）肺癌小鼠模型中进行了体外和体内CRISPR筛选，发现 TSC1和TSC2是 PD-L1表达的有效调节因子，可以促进PD-L1的表达，且对PD-1抑制剂治疗敏感。因此，后续研究将研究目标锁定在TSC1和TSC2上。

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▲ 体外筛选中两个克隆Tsc1和Tsc2的sgRNAs均富集在PD-L1高细胞群中
小伙伴们不禁会问， TSC1和TSC2具有什么作用呢？
已有研究表明， TSC1/TSC2可以介导磷脂酰肌醇3-激酶-AKT和肝激酶B1-腺苷5′-单磷酸-活化蛋白激酶通路之间的相互作用，通过Rheb抑制mTORC1信号通路，起到肿瘤抑制作用[5] 。
另外， TSC1/TSC2突变失活可导致结节性硬化症（一种常染色体显性疾病），它也经常发生在包括NSCLC在内的许多人类癌症中[6] 。
研究人员为了全面研究TSC1/TSC2的状态与NSCLC免疫特征之间的临床相关性，以及ICB治疗TSC1/TSC2缺陷型NSCLC的疗效，他们先后在肺癌细胞系、患者样本、癌症基因组图谱（TCGA）数据库和同基因小鼠模型中分别进行了分析研究。
首先，为了证实体外CRISPR的筛查结果，研究人员利用肺癌细胞系转染 TSC1或TSC2的单个sgRNAs ，以及建立 Tsc2 -敲除（KO）KP细胞系和A549细胞系，均证实 TSC2的缺失可以显著增加细胞膜PD-L1的水平。

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体外验证Tsc2的缺失可以显著增加细胞膜PD-L1的水平
研究人员通过转染人TSC2编码序列补救KP- Tsc2 -KO细胞系，发现TSC2的再表达，可以明显抑制 PD-L1的表达水平；qRT-PCR分析进一步表明 TSC2可以在转录水平上调控 PD-L1的表达。
紧接着，研究人员利用复旦大学附属肿瘤医院NGS队列中接受手术切除的865例NSCLC患者的数据，进一步分析了TSC1/TSC2突变状态与PD-L1表达水平之间的相关性。结果显示：与TSC1/TSC2野生型肿瘤相比， TSC1/TSC2突变型肿瘤的PD-L1阳性率更高，与之相一致的是TSC1/TSC2扩增肿瘤中PD-L1阳性率最低。
此外，由164例手术完全切除的NSCLC患者组成的组织芯片（TMA），经免疫染色后同样发现，TSC2低表达患者的PD-L1表达水平高于TSC2高表达患者，进一步证实TSC2突变缺失与PD-L1的上调相关。