大规模平行探究调控癌症免疫监视的人类功能变异：解锁免疫治疗新密码

《Signal Transduction and Targeted Therapy》：Massively parallel interrogation of human functional variants modulating cancer immunosurveillance

在癌症治疗中，抗 PD - 1/PD - L1 免疫检查点阻断（ICB）疗法意义重大，但部分患者疗效不佳。为探究其原因，研究人员利用 ABEmax 系统开展大规模筛查，发现大量调控 PD - L1 和 HLA - I 表达的新位点，还证实 SETD2Y1666突变可增强免疫治疗效果，为临床诊疗提供了重要依据。

　　在癌症的发展进程中，肿瘤就像一个个 “狡猾的敌人”，总是想尽各种办法逃避人体免疫系统的 “追捕”。它们激活抑制性免疫检查点、破坏抗原加工和呈递功能，还对免疫原性新抗原进行 “改头换面”，这使得癌症治疗困难重重。近年来，免疫检查点阻断（ICB）疗法的出现，为癌症治疗带来了新的希望，尤其是针对 PD - 1/PD - L1 通路的治疗药物，已在多种癌症治疗中取得了一定成效。然而，令人遗憾的是，只有一小部分患者能从中获益，而且其中的机制还没有完全弄清楚。为了揭开这些谜团，北京大学的研究人员勇挑重担，开展了一项极具意义的研究。
研究人员利用 ABEmax 系统，构建了一个规模庞大的 sgRNA 文库，这个文库就像一个 “强大的搜索工具”，能够精准地定位到人类基因组中几乎所有可能的丝氨酸（S）、苏氨酸（T）、酪氨酸（Y）残基。通过多轮高通量筛选，研究人员发现了数千个可以影响 PD - L1 或 HLA - I 表达的新突变。这一发现意义非凡，为我们理解癌症免疫反应提供了前所未有的信息，就像是为我们打开了一扇通往癌症免疫治疗新领域的大门，也为临床诊断和 ICB 治疗的优化提供了宝贵的指导。该研究成果发表在《Signal Transduction and Targeted Therapy》杂志上。
在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术。首先是基于 ABEmax 系统构建 sgRNA 文库，通过它对特定基因位点进行靶向突变。然后使用荧光激活细胞分选（FACS）技术，筛选出 PD - L1 或 HLA - I 表达水平改变的细胞群体。接着借助下一代测序（NGS）技术，对筛选后的细胞进行基因测序分析。此外，还利用小鼠模型，在体内验证相关突变对肿瘤生长和免疫治疗效果的影响。
下面来详细看看研究结果。在 “Genome - wide mapping of critical S/T/Y residues modulating PDL1 expressions by ABE - based screening” 部分，研究人员利用 ABEmax 系统对 A375 细胞进行筛选，发现了许多能调节 PD - L1 表达的关键 S/T/Y 残基。在无 IFNγ 刺激时，UROD_Y164等位点可显著调节 PD - L1 表达；有 IFNγ 刺激时，更多与 IFNγ 介导信号通路相关的位点被发现，如 IFNGR1、JAK1 等基因上的突变可影响 PD - L1 表达。在 “Systematic combing of functional residues within the IFNγ signaling pathway” 部分，研究人员深入研究 IFNγ 信号通路中的功能残基，发现 STAT1 等基因上的突变对 PD - L1 表达有不同影响，有的促进，有的抑制，并且通过实验验证了这些突变影响 PD - L1 表达的机制。在 “Critical S/T/Y residues within adaptor proteins and tyrosine phosphatases participate in the regulation of PD - L1 expression” 部分，研究发现 SH2 - B 家族和蛋白酪氨酸磷酸酶（PTP）家族中的关键 S/T/Y 残基参与 PD - L1 表达调控，突变这些残基会影响 JAK - STAT 信号通路，进而影响 PD - L1 表达。在 “Genome - wide mapping of critical residues modulating HLA - I expression using S/T/Y library” 部分，研究人员通过 S/T/Y 文库筛选，鉴定出许多调节 HLA - I 表达的关键残基，涉及抗原加工和呈递、蛋白质糖基化等相关基因。在 “Integrated analysis for potential co - regulators of surface PD - L1 and HLA - I” 部分，研究人员对 PD - L1 和 HLA - I 的潜在共调节因子进行综合分析，发现 SETD2_Y1666等突变可同时调节两者表达，并揭示了其调节机制。在 “Functional clinical mutations promote cancer immunotherapy in different tumor models” 部分，研究人员在小鼠模型中验证了 SETD2_Y1666（对应小鼠 Setd2_Y1640）突变可抑制肿瘤生长，增强抗 PD - 1 治疗效果，并且在人类癌症患者队列分析中发现该突变与更好的免疫治疗反应相关。
研究结论表明，该研究通过大规模筛选，全面地鉴定了调节 PD - L1 和 HLA - I 表达的功能遗传变异，这些变异广泛分布在多个关键免疫相关通路中。SETD2_Y1666突变在调节免疫监视和增强免疫治疗效果方面具有重要作用，而且许多筛选出的突变在临床数据库中都有记录，具有潜在的临床意义。研究讨论部分指出，该研究首次在氨基酸和碱基水平上为癌症免疫反应的调节提供了有价值的见解，不仅揭示了单个残基的重要性，还发现了新的基因，为联合 ICB 治疗提供了更多潜在靶点。未来，研究人员可以进一步研究其他蛋白质翻译后修饰（PTMs），或者使用其他基因编辑工具，以更深入地了解癌症免疫反应的调控机制，为癌症治疗带来更多突破。