免疫檢查點(diǎn)抑制劑(ICI),如CTLA-4單抗、PD-1/L1單抗的應(yīng)用顯著改善了晚期癌癥患者的預(yù)后。然而,不同腫瘤和不同患者對(duì)ICI治療的療效差異迥然。至今為止,大量預(yù)測ICI治療療效的研究都集中在腫瘤免疫表型、體細(xì)胞基因組學(xué)特征或感染的微生物群,而宿主胚系基因組學(xué)特征對(duì)ICI療效的影響尚不清楚。人類白細(xì)胞抗原I類(HLA-I)的基因類型與感染、炎癥狀態(tài)和自身免疫疾病的不同免疫應(yīng)答有關(guān)。近期一些研究發(fā)現(xiàn),HLA-I基因多態(tài)性可能影響ICI治療的療效。
HLA-I基因概況及其與免疫監(jiān)測的關(guān)系
人類白細(xì)胞抗原(HLA)基因位于6號(hào)染色體上,是人類基因組學(xué)中多態(tài)性區(qū)域,每一個(gè)基因都具有數(shù)千個(gè)等位基因。HLA-I類分子是細(xì)胞**T細(xì)胞反應(yīng)的重要參與者,每一個(gè)HLA-I類分子與胞內(nèi)蛋白的特定多肽結(jié)合,并將其提呈給CD8 T細(xì)胞。HLA基因體細(xì)胞突變率的增高與HLA功能異常顯著相關(guān),是免疫逃逸的潛在機(jī)制,參與腫瘤形成和腫瘤進(jìn)展。每個(gè)個(gè)體表達(dá)6種主要組織相容性復(fù)合物(MHC)I類分子,由位于6號(hào)染色體上的2個(gè)同源重組拷貝中的3個(gè)基因(HLA-A,HLA-B和HLA-C)編碼[1,2]。HLA-I類分子多態(tài)性主要表現(xiàn)為多肽結(jié)合區(qū)(即抗原結(jié)合口袋)的基因測序的多樣性。每一個(gè)HLA-I類分子變體均有其自身獨(dú)特性,雖然相互之間有覆蓋;多肽的多樣性也稱為人類免疫多肽組。
HLA-I基因多態(tài)性與ICI治療生存率的相關(guān)性
ICI的抗腫瘤作用依賴CD8 T細(xì)胞,即HLA-I類分子依賴的免疫反應(yīng)。近期一項(xiàng)研究[3]納入了2個(gè)隊(duì)列,超過1535例接受ICI治療的患者,結(jié)果發(fā)現(xiàn)HLA-I類分子多態(tài)性(即HLA-I類分子雜合性)與更好的預(yù)后相關(guān)。隊(duì)列1入組了369例接受CTLA-4單抗或PD-1單抗治療的患者,其中269例為晚期黑色素瘤,100例為晚期非小細(xì)胞肺癌(NSCLC),這些患者接受了全外顯子測序。隊(duì)列2入組了1166例不同腫瘤類型患者,包括黑色素瘤和NSCLC,接受了靶向二代測序(MSK-IMPACT),這些患者在紀(jì)念斯隆凱特林癌癥中心(Memorial Sloan Kettering Cancer Center)接受抗CTLA-4單抗、PD-1/L1單抗或兩者聯(lián)合治療。這2個(gè)隊(duì)列的患者均使用DNA測序數(shù)據(jù)對(duì)正常DNA進(jìn)行高通量HLA-I類分子基因分型或接受經(jīng)過臨床驗(yàn)證對(duì)HLA基因分型分析(LabCorp)。研究旨在評(píng)估HLA-I類分子表位多樣性(即雜合性)是否與免疫治療更好的預(yù)后相關(guān)。采用Cox比例風(fēng)險(xiǎn)回歸模型評(píng)估隊(duì)列1和隊(duì)列2中HLA-I基因(HLA-A、HLA-B和HLA-C)多樣性與患者預(yù)后的關(guān)系。結(jié)果顯示,隊(duì)列1中,HLA-I類分子在至少一個(gè)基因位點(diǎn)表現(xiàn)出純合子與更差的預(yù)后相關(guān)(n=369;HR=1.40;95%CI:1.02~1.9;P=0.036);這一研究結(jié)果在隊(duì)列2中得到驗(yàn)證(n=1166;HR=1.31;95%CI:1.03~1.70;P=0.028)。在多變量Cox回歸模型中,校正了患者的腫瘤突變負(fù)荷、腫瘤分期、年齡和藥物類型后,隊(duì)列1(HR=1.50;95%CI:1.07~2.10;P=0.02)和隊(duì)列2(HR=1.31;95%CI:1.03~1.67;P=0.028)中HLA-I類分子純合子仍與更差的預(yù)后相關(guān)。
此外,研究還發(fā)現(xiàn)接受抗PD-1單抗治療的HLA-I類分子所有位點(diǎn)均表現(xiàn)為雜合子的患者相比于HLA-I類分子為純合子患者,具有更高的T細(xì)胞受體(TCRs)治療克隆性,即雜合子患者的TCR表位可以進(jìn)行更好的克隆擴(kuò)增。鑒于一種腫瘤中僅一小部分體細(xì)胞突變是具有免疫原性的,提示即使HLA-I類分子的微小差異也會(huì)可能影響免疫治療后T細(xì)胞的抗腫瘤反應(yīng)。
HLA-I類分子表達(dá)缺失可能影響ICI反應(yīng),干擾了抗原呈遞的基本過程
免疫逃逸是腫瘤生物學(xué)中的一個(gè)關(guān)鍵過程,在腫瘤進(jìn)展過程中,腫瘤細(xì)胞必須逃逸免疫殺傷[4]。免疫逃逸的重要機(jī)制之一是通過阻斷抗原提呈通路。例如,腫瘤可以下調(diào)HLA-I類分子表達(dá),這就需要使HILA-I類基因出現(xiàn)失活突變[5],干擾穩(wěn)定β2-微管蛋白(β2M)的功能或使HLA-I類基因失去雜合性(LOH),其中母系或父系的HLA-I類分子單體型雜合性在體細(xì)胞中已經(jīng)缺失[6]。研究發(fā)現(xiàn),一些具有HLA-I類基因胚系雜和性的患者,其腫瘤細(xì)胞可以表現(xiàn)為HLA-I類分子體細(xì)胞的LOH,這就影響其接受ICI治療的療效[3]。研究還發(fā)現(xiàn)HLA基因功能缺失變異(如移碼不定、無義和剪接位點(diǎn)突變)可能會(huì)導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的HLA-I類表面表達(dá)缺失,從而影響抗原向免疫細(xì)胞的表達(dá)。有證據(jù)表明[5],HLA外顯子2和3的突變優(yōu)先定位于將肽錨定到MHC結(jié)合槽至關(guān)重要的殘基,干擾抗原呈遞的基本過程。
近期一項(xiàng)研究[7]顯示,HLA表達(dá)缺失可能影響ICI的療效。HLA-I類分子復(fù)合物介導(dǎo)的腫瘤抗原提呈在細(xì)胞**T淋巴細(xì)胞(CTL)的活化中扮演重要角色,因此,其可以抑制PD-1和PD-L1的結(jié)合。這一研究評(píng)估了HLA-I類分子復(fù)合物和腫瘤間質(zhì)中的CTL浸潤是否可以預(yù)測肺癌患者接受ICI治療的療效。研究共納入15例患者,其中5例接受抗PD-1單抗治療,10例接受抗PD-L1單抗治療,結(jié)果顯示,HLA-I類分子高或中等表達(dá)的患者相比于不表達(dá)患者,接受ICI治療后可以取得更長的生存。這就提示HLA-I類分子表達(dá)和CTL浸潤可以預(yù)測抗PD-1/L1單抗的療效。此外,HLA-I類分子介導(dǎo)的抗原提呈機(jī)制在抗腫瘤免疫反應(yīng)中的作用也在基于CRISPR–Cas9技術(shù)下的臨床前模型中得到驗(yàn)證[8]。
總結(jié)
作為公認(rèn)的ICI療效預(yù)測標(biāo)志物,PD-L1表達(dá)檢測已獲FDA批準(zhǔn)用于PD-1/L1單抗的伴隨或補(bǔ)充診斷。盡管目前PD-L1表達(dá)檢測還存在一定的局限性,但其仍為重要且應(yīng)用最廣泛的預(yù)測標(biāo)志物。在臨床應(yīng)用中,應(yīng)根據(jù)藥物獲批適應(yīng)證選擇適合的PD-1/L1抑制劑和PD-L1表達(dá)檢測抗體。顯然,免疫治療仍需探尋更多的療效預(yù)測標(biāo)志物。提高體細(xì)胞HLA突變檢測的敏感性和準(zhǔn)確性,可以更好地描述與腫瘤免疫逃逸機(jī)制密切相關(guān)的特征;患者特異性HLA-I基因型以及腫瘤體細(xì)胞改變均影響ICI治療的療效。因此,HLA-I作為頗具潛力的免疫治療療效預(yù)測標(biāo)志物,未來值得更多研究探索。
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