学术快讯 12|《Cancer Cell》发现循环肿瘤细胞免疫逃逸新机制
四川大学华西医院生物治疗国家重点实验室石虎兵教授团队和四川大学华西医院马学磊副教授与2023年1月在《Cancer Cell》杂志发表论文，团队通过在单细胞尺度上剖析循环肿瘤细胞（CTCs）与免疫细胞间的相互作用，发现CTCs通过与免疫检查点HLA-E:CD94-NKG2A相互作用来逃避自然杀伤细胞（NK）的免疫监视，进而提出靶向免疫检查点HLA-E:CD94-NKG2A来抑制肿瘤转移的治疗策略。
论文题图
循环肿瘤细胞（CTCs）是从原发肿瘤脱落，并在血液中循环的肿瘤细胞，作为肿瘤转移的"种子"，CTCs外渗会导致远端转移病灶的产生，这种机制是导致绝大多数癌症相关死亡的原因。作为一种卓有成效的癌症治疗方案，免疫检查点阻断（ICB）很大程度上得益于肿瘤免疫逃避机制的理解。目前，在实体瘤的原发和转移微环境中，肿瘤细胞与不同类型的免疫细胞间的免疫检查点分子对已经得到了广泛的研究，然而，对循环肿瘤细胞的免疫监视的相关研究较少，由于血液循环是远端转移的主要途径，研究CTCs与血液中免疫细胞之间的相互作用可能提供一种通过激活宿主免疫系统来阻断转移的策略。
团队选用了胰腺导管癌（PDAC）肝转移为研究模型，PDAC主要通过肝门静脉（HPV）从胰腺原发病灶转移到肝脏，因此，来自HPV血液中的CTCs最能代表肿瘤细胞在血液循环中的中间状态，在HPV中消除CTCs有可能阻止肿瘤转移。
图片摘要
通过对PDAC转移过程中的免疫监视进行研究，团队在CTCs和免疫细胞之间发现了独特的免疫检查点分子对模式，其中HLA-E和CD94-NKG2s在CTCs和NK细胞之间具有最强烈的免疫作用。进一步分析表明，NKG2A、NKG2C、NKG2D和NKG2E都可能介导这种相互作用。团队接着用多维核密度估计发现在HPV、健康供体PBMC、PDAC患者PBMC、原发性和转移性PDAC中，NKG2A+ NK细胞的频率明显高于NKG2C+ NK细胞的频率，表明大多数NK细胞都含有免疫抑制受体NKG2A。
免疫相关配体-受体相互作用
NKG2A和HLA-E之间的相互作用上调可能是由于HLA-E分子水平增加引起的，CTCs上HLA-E的上调和NK细胞上CD94-NKG2A的特异性表达模式为它们的相互作用提供了基础。细胞-细胞接触富集实验表明，肿瘤细胞以HLA-E依赖的方式与NK细胞结合，而NKG2A阻断抗体-莫那利珠单抗则减弱了NK细胞的黏附。表明CTCs可能通过招募HLA-E:CD94-NKG2A抑制性免疫检查点来逃避NK细胞的免疫监视。
荧光显微镜观察细胞-细胞接触富集实验（绿色为肿瘤细胞，品红色为NK细胞）
团队随后通过细胞毒性试验和动物实验验证了CTCs通过HLA-E:CD94-NKG2A检查点来逃脱NK细胞的免疫监视。结果表明，抗NKG2A阻断抗体能够抑制肿瘤转移，并具有时间依赖性，且越早阻断NKG2A，越能够有效预防转移（在肿瘤接种前一天阻断NKG2A可显著防止转移，在0天和1天阻断NKG2A仅能一定程度上阻止肿瘤转移，而在3天和5天后阻断NKG2A则无法阻止转移）。这意味着HLA-E:CD94-NKG2A的抗肿瘤作用仅局限在血液循环中的肿瘤细胞，而不是已经在转移器官中定居的肿瘤细胞，HLA-E:CD94-NKG2A是一个潜在的免疫检查点，介导CTCs在NK细胞免疫监视中的逃逸过程。
肺部转移性肿瘤结节和病理染色图片
为了阐明了CTCs如何调控HLA-E的表达，团队鉴定出一系列HLA-E相关基因，并证实RGS18几乎只在CTCs中表达，而不在原发、转移性肿瘤中表达，且RGS18+ CTCs比例高达95%。进一步的研究显示，RGS18主要通过AKT-GSK3β-CREB1轴来促进HLA-E的表达。
CTCs差异表达基因3D散点图
由于CTCs的RNA-seq中还观察到血小板相关基因（PPBP，PF4），团队推测CTCs中RGS18可能来源于黏附的血小板。团队发现患者来源的血小板被肿瘤细胞以剂量依赖的方式内化，并使用共聚焦显微镜记录了荧光标记的血小板被肿瘤细胞内化的动态过程。
血小板被肿瘤细胞内化的式细胞检测结果
综上所述，团队的研究结果表明，CTCs通过内化血小板得到RGS18，RGS18通过AKT-GSK3β-CREB信号通路上调HLA-E，而上调的HLA-E与NK细胞上的CD94-NKG2A相互作用，作为一个免疫检查点对，抑制NK细胞对CTCs的免疫监视。
HLA-E:CD94-NKG2A介导CTCs逃避NK细胞免疫监视示意图
阻断HLA-E:CD94-NKG2A为防止肿瘤转移提供了一个方案，但是值得注意的是，HLA-E:CD94-NKG2A在原发灶和转移灶中的表达较低，因此，该方案可能无法在原发或者已经转移的肿瘤中取得较高的疗效，这些结果也部分解释了目前抗CD94抗体相关临床试验（NCT02459301, NCT02331875, NCT02557516）中不令人满意的试验结果。该免疫检查点的潜在贡献需要需要在未来的临床前和临床研究中做出进一步的评估。
文案撰写：晶准生物医学（深圳）医学事务部
参考文献：
[1] Liu, Xiaowei et al. “Immune checkpoint HLA-E:CD94-NKG2A mediates evasion of circulating tumor cells from NK cell surveillance.” Cancer cell, S1535-6108(23)00001-6. 18 Jan. 2023, doi:10.1016/j.ccell.2023.01.001
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