客观日本

理研发现肝癌的免疫抑制机制,对肝癌进行免疫学分类

2020年03月10日 生物医药

日本理化学研究所(简称“理研”)的藤田征志高级研究员和中川英刀组长等组成的联合研究团队,通过对肝癌的基因组数据进行详细解析,发现了肝癌局部产生的多种免疫抑制机制,并根据这些机制对肝癌进行了免疫学分类。该研究成果有望用于针对肝癌的免疫疗法开发以及预测其效果的生物标志物鉴定。

联合研究团队着眼于理研此前获得的234例肝癌基因组突变数据和基因表达数据中的免疫相关基因表达,根据局部的免疫反应进行了分类。

研究团队首先综合T细胞和自然杀伤(NK)细胞等表达的穿孔素-1(PRF1)基因及颗粒酶A(GZMA)基因的表达量,计算出了细胞毒性(CYT)。CYT是淋巴细胞攻击癌细胞的活性指标。然后,在免疫学上将CYT值比较高的肿瘤分类为“HOT”,CYT值比较低的肿瘤分类为“COLD”。与COLD类肝癌患者相比,HOT类肝癌患者的复发和死亡率都比较低,预后趋于良好。而慢性炎症处于活跃状态的HOT类非癌症部位肝脏有炎症的肝癌患者,无论肝癌中的炎症如何,癌症的预后都比较差,复发率也偏高。这种肝脏的慢性炎症与肝癌组织内的炎症反应的定义大不相同。

接下来,联合研究团队综合了各种免疫相关基因的RNA表达信息进行解析,发现以下四种免疫抑制机制在肝癌组织内比较活跃(图1)。

理研发现肝癌的免疫抑制机制,对肝癌进行免疫学分类

图1:根据肝癌的四种免疫抑制机制进行的分类

根据细胞毒性(CYT)及各种免疫相关基因的表达数据,对四种肝癌进行了免疫学分类(红色箭头)。CTNNB1组观察到Wnt-β连环蛋白信号被激活,Tregs组观察到表达Treg细胞,TAM组观察到表达巨噬细胞M2,CYT组未发现免疫抑制机制。

(1)CTNNB1组(Wnt-β连环蛋白信号被激活)

Wnt-β连环蛋白信号通过下游分子参与细胞的分化和增殖,并激活免疫抑制机制。在COLD类肝癌中发现,癌组织内没有T细胞。另外,大量观察到β连环蛋白(CTNNB1)基因突变。

(2)Treg组(表达调节性T细胞)

在具有高炎性活性的HOT类肿瘤中发现,为抑制高炎症活性,Treg细胞表现出高活性。调节性T细胞(Treg细胞)是负责抑制性调节免疫反应的T细胞,在抑制自身免疫性疾病和过敏等过度免疫反应,以及维持免疫的稳态方面发挥着重要作用。本次研究综合了Treg细胞特异性表达基因的RNA表达数据,根据肝癌组织的RNA表达数据推算了Treg细胞的局部状态。

(3)TAM组(表达肿瘤相关的巨噬细胞M2)

在COLD类肝癌中发现,癌组织中T细胞比较少。肿瘤相关巨噬细胞(TAM)是在癌细胞周围形成微环境的重要免疫细胞。根据被激活的方式,主要分为M1型和M2型。巨噬细胞M2通过促进白细胞介素-10(IL-10)、TGF-β和前列腺素E2等抗炎因子的产生及Treg细胞的浸润来抑制抗肿瘤免疫,并通过产生各种血管新生因子诱导新生血管来提供适合癌细胞增殖的微环境。

(4)高CYT组(免疫细胞毒性高度活跃,但没有免疫抑制机制)

HOT类肿瘤中观察到T细胞浸润,但上述三种免疫抑制机制明显没有发挥作用。免疫检查点分子的活性比较高,因此或许可以期待免疫检查点抑制剂的治疗效果。

理研发现肝癌的免疫抑制机制,对肝癌进行免疫学分类

图2:肝癌内的肿瘤相关巨噬细胞M2细胞

利用免疫组织染色法在肝癌细胞之间检测到肿瘤相关巨噬细胞M2细胞(褐色)。

论文信息
题目:Classification of Primary Liver Cancer with Immunosuppression Mechanisms and Correlation with Genomic Alterations
期刊:《EBioMedicine》
DOI:10.1016/j.ebiom.2020.102659

日语发表全文

文:JST客观日本编辑部编译

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