Dana-Farber / Boston儿童癌症和血液疾病中心开发了一种新型基因筛查方法——通过使用CRISPR-Cas9基因组编辑技术检测小鼠体内数千种肿瘤基因功能，揭示了可能增强肿瘤免疫治疗药物PD-1检查点抑制剂疗效的新药物靶点。
Dana-Farber / Boston儿童癌症和血液疾病中心开发了一种新型基因筛查方法——通过使用CRISPR-Cas9基因组编辑技术检测小鼠体内数千种肿瘤基因功能，揭示了可能增强肿瘤免疫治疗药物PD-1检查点抑制剂疗效的新药物靶点。
该研究结果近期发表在NATURE杂志上，由儿科肿瘤学家W. Nick Haining所带领的哈佛大学医学院Dana-Farber/波士顿儿科治疗团队报告称，肿瘤细胞中Ptpn2基因的缺失使得它们对PD-1检查点抑制剂更为敏感。 PD-1抑制剂是一种作用于免疫细胞上“开关”的药物，使其能够定位和破坏肿瘤细胞。PD-1检查点抑制剂已经成功改变了许多癌症的治疗方法，并使得免疫治疗成为治愈癌症的一种可能。
然而尽管肿瘤免疫治疗取得了一定的临床成功，但大多数患者并未从PD-1抑制剂中真正获益。因此研究者们又开展了一系列其他的试验，研究其他药物是否能与PD-1抑制剂联合使用以增加肿瘤细胞对免疫治疗的反应。“迄今为止我们所面临的最大挑战就是找到最有效的免疫治疗靶点，并优先考虑其与PD-1抑制剂联合使用。因此我们的研究旨在开发一个更好的体系来确定可能有助于自身免疫系统攻击肿瘤细胞的新药物靶点。我们的工作表明，有一系列生物学信号通路可以使得免疫治疗更为有效，其中许多都是令人难以预料的信号通路。例如，我们通过这种筛选方法发现，Ptpn2是一个良好的免疫治疗药物靶点。”
CRISPR-Cas9基因组编辑技术筛选数千个潜在药物靶标
该研究的第一作者Robert Manguso是Haining实验室的一名研究生，他设计了一种基因筛查系统用于识别肿瘤细胞用于逃避免疫攻击的基因。他使用了一种被名为CRISPR-Cas9的基因组编辑技术，它就像一把分子剪刀一样能够在遗传密码中精确地切割DNA，从而系统地敲除黑色素瘤癌细胞表达的2，368个基因，并随后观察哪些基因被删除时，肿瘤细胞对PD-1阻断更为敏感。
Manguso对黑色素瘤癌细胞进行工程化处理，使之含有Cas9（作为CRISPR编辑系统一部分的“切割”酶），然后使用病毒作为传递载体，根据不同的遗传密码的“单向RNA”序列对每个细胞进行编程。在Cas9酶的辅助下，长度约为20个氨基酸的sgRNA编码序列能够消除2，368个不同的基因。
Manguso将这些处理过的肿瘤细胞注射到小鼠中并联合使用PD-1检查点抑制剂，然后计数存活下来的肿瘤细胞，而消亡的肿瘤细胞由于缺乏该基因而被PD-1阻断。
通过这种方法，Manguso和Haining首先证实了已经明确的两个免疫“逃逸”基因PD-L1和CD47的作用，它们已经在临床试验中有了相应的药物抑制剂。同时他们还发现了一些新的免疫逃避基因，如果抑制这些基因的表达则可以增强PD-1抗肿瘤免疫治疗的疗效，其中一个典型的基因就是Ptpn2。
Haining教授表示：“Ptpn2能够抑制攻击肿瘤细胞的免疫信号通路，而Ptpn2的缺失则可以增强免疫信号通路，使肿瘤细胞生长变得缓慢，在免疫系统的攻击下更容易死亡。”
新的免疫治疗小分子抑制剂初现曙光
随着新的基因筛查方法的出现，Haining教授的团队正在迅速扩大新药物靶标的搜索范围，从而促进免疫治疗的疗效。从一次筛选数千个基因到最终能够筛选整个基因组，并超越黑色素瘤的范畴使之应用到结肠癌、肺癌、肾癌等其他肿瘤领域。他还组建了一个由Dana-Farber / Boston Children和Broad Institute组成的大型科学家团队以应对如此大规模的基因筛查工作所带来的技术挑战。
同时，在探索更多新的潜在药物靶点的同时，Haining的团队正在根据他们对Ptpn2的发现以研发相应的能够抑制Ptpn2的小分子靶向药物，希望未来能够在肿瘤免疫治疗领域看到一颗新星的冉冉升起。
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