新型CRISPR-Cas9筛选发现肿瘤免疫治疗新靶点

编译丨一念执着

来源丨医学观察

Dana-Farber / Boston儿童癌症和血液病中心的小组开发了一种新型筛选方法 -使用CRISPR-Cas9基因组编辑技术测试小鼠中数千个肿瘤基因的功能 -从而揭示了新的药物靶点，可能有助于提高PD-1检查点抑制剂的有效性。这可能成为新一类癌症免疫治疗手段。

图片来源：Wikipedia

在Nature上发表的研究结果中，由儿科肿瘤学家W. Nick Haining，B.M.，B.Ch.领导的Dana-Farber / Boston儿童团队报道说，肿瘤细胞中Ptpn2基因的缺失使得它们对PD-1检查点抑制剂更敏感。 PD-1阻断剂是一种在免疫细胞上“释放制动”的药物，使其能够定位和破坏癌细胞。

新研究的资深作者，哈佛医学院儿科副教授，麻省理工学院和哈佛大学博德研究所副研究员Haining博士说：“PD-1检查点抑制剂已经改变了许多癌症的治疗方法，“然而，尽管这种新型的癌症免疫治疗取得了临床成功，但绝大多数患者并没有从PD-1阻断中获益。”

Haining说，调查其他药物是否与PD-1抑制剂联合使用可以增加癌症患者对治疗的反应，这就进行了一系列更为深入的试验。

Haining说：“迄今为止的挑战是找到最有效的免疫治疗靶点，并优先考虑与PD-1抑制剂联合使用效果最好的药物。 “所以，我们着手制定一个更好的系统来确定可能有助于自身免疫系统攻击癌症的新药物靶点。

“我们的工作表明，有一系列生物学途径可以用于使免疫治疗从而使其更为成功，”Haining继续说道。 “其中许多是我们无法预测的令人惊讶的途径，例如，没有这种筛选方法，Ptpn2虽然是癌症免疫治疗的良好药物靶点，但是其并不容易发现。

筛选数千个潜在靶点

本文的第一作者罗伯特•芒索（Robert Manguso）是Haining实验室的研究生，进行了广泛的筛选，设计了一个基因筛选系统，以识别癌细胞用于逃避免疫攻击的基因。他使用CRISPR-Cas9，这是一种基因组编辑技术，它像一对分子剪刀一样在遗传密码中的精确位置切割DNA，系统地敲除由黑素瘤皮肤癌细胞表达的2,368个基因。 Manguso然后能够识别哪些基因在被删除时使癌细胞更易受到PD-1的阻断。

Manguso开始通过基因修饰黑色素瘤皮肤癌细胞，使它们都含有Cas9，“切割”酶是CRISPR编辑系统的一部分。然后，使用病毒作为递送载体，他用不同的遗传编码“单导向RNA”序列对每个细胞进行编程。结合Cas9酶，长度约为20个氨基酸的sgRNA编码能够消除2,368个不同的基因。

通过将肿瘤细胞注射到小鼠中并用PD-1检查点抑制剂处理，Manguso然后能够统计修饰的肿瘤细胞存活数。那些死亡的细胞由于缺少基因从而对PD-1敏感。

使用这种方法，Manguso和Haining首先证实了已经被认为是免疫“逃避者”的两个基因 PD-L1和CD47的作用，其已经是用于在临床试验中的药物抑制剂。然后，他们发现了各种新的免疫逃避者，如果抑制性治疗，可以增强PD-1癌症免疫治疗。其中对新发现的基因Ptpn2特别感兴趣。

“Ptpn2通常将抑制免疫信号通路，否则会使癌细胞死亡，”Haining说。 “删除Ptpn2可以增加免疫信号通路，使肿瘤细胞生长较慢，免疫攻击使其更容易死亡。”

获得更多的靶点

随着掌握了新的筛选方法，Haining的团队正在迅速扩大其搜索更多新药物目标的范围，可以促进免疫治疗。

Haining说，该团队正在扩大自己的方法，从一次筛选数千个基因，最终能够筛选整个基因组，并不再局限于黑色素瘤，扩展到结肠癌，肺癌，肾癌等。他建立了一个由Dana-Farber / Boston Children和博德研究所组成的大型科学家团队，以应对如此大规模的筛选工作所带来的技术挑战。

同时，虽然更多新的潜在药物靶点不容易被发现，Haining的团队正在根据他们对Ptpn2的发现方法采取了行动。

Haining说：“我们正在努力研究Ptpn2抑制剂的外观。” “很容易想象，可以制造一种关闭Ptpn2的小分子药物。”

参考文献

Robert T. Manguso, et al. In vivo CRISPR screening identifies Ptpn2 as a cancer immunotherapy target. Nature, 2017

本文系医学观察原创或编译、整理，转载需授权！