我们将Chek2激酶描述为一种免疫调节激酶,它有助于胶质瘤中肿瘤细胞逃避CD8 T细胞的细胞毒性。在本研究中使用体内kinome CRISPR KO筛选鉴定的作为靶标的Chek2,相对于CD8 KO小鼠,是WT免疫活性小鼠中消耗最多的激酶。这表明肿瘤内源性Chek2可能调节对CD8 T细胞介导的细胞毒性的抵抗。我们的机制研究和人类相关分析支持我们的CRISPR筛选结果,即靶向该激酶可以导致T细胞活化。我们的研究描述了检测点激酶1/2抑制剂联合免疫检测点阻断在鼠神经胶质瘤模型中的潜在治疗价值。这是相关的,因为研究免疫检查点阻断在GBM中的疗效的临床试验未能显示存活益处21,39,40,41,42.
两个独立数据集中GBM样本的ScRNA-seq分析显示,肿瘤内在Chek2表达与I型干扰素反应和肿瘤细胞上的抗原呈递呈负相关。在肿瘤内在Chek2表达和IFN-γ信号传导以及T细胞的细胞毒性之间观察到负相关。沿着这些路线,I型干扰素应答和抗原呈递已经显示出促进抗肿瘤CD8 T细胞应答43。对Chek1/2抑制剂Prexasertib的免疫调节作用的评估表明,在小鼠头颈部鳞状细胞癌中,T细胞活化相关基因的表达增加,免疫抑制相关基因的表达减少44。Blosser等人使用泛癌细胞系组、肉瘤和神经母细胞瘤异种移植模型的转录组分析,将干扰素α和γ应答基因鉴定为与Prexasertib抗性相关的基因组45。我们发现Chek2抑制或缺失导致STING通路激活和PD-L1表达上调,这可能导致介导CD8 T细胞杀伤敏感性的I型IFN基因表达增加。
以前发现Chek1和Chek2在放疗后复发的GBMs中过表达46。因此,Chek2的表达可能是GBM患者免疫检查点阻断无效的原因之一。Chek2的典型功能是参与DNA损伤反应47然而,我们的Chek2 KO克隆在DNA损伤反应方面没有表现出任何差异。然而,我们的结果表明,Chek2抑制抗肿瘤免疫的机制可能是由于STING途径失活,而不是由于DNA损伤反应的调节,因为我们没有观察到新抗原预测频率的任何差异或Chek2耗竭后体细胞突变的增加。虽然CRISPR筛选靶向与移码突变和新抗原的潜在生成相关,但这种可能性不太可能解释我们观察到的Chek2缺失的免疫调节作用,因为1。在两种不同的神经胶质瘤细胞系中,Chek2 KO和Chek2激酶活性的抑制(用药物抑制剂)对STING途径激活和PD-L1表达具有相同的作用。2.IFN-γ处理的Chek2 KO胶质瘤细胞诱导OT-I CD8+ T细胞的增殖增强,而它不能激活来自WT C57BL/6小鼠的CD8+ T细胞。3.至少2/4Chek2在2个独立的CRISPR筛选中,与CD8 KO小鼠相比,靶向Chek2基因不同区域的指导在WT小鼠中显著减少。考虑到CRISPR KO相关的随机DNA插入和缺失,如果选择是由于新抗原的产生,这是不太可能发生的。
在我们的研究中,Prexasertib和AZD7762对Chek1/2的药理学抑制,这两种不同的抑制剂在临床试验中被证明是安全的,使胶质瘤对胶质瘤模型中的PD-1阻断敏感。因此,在不同的癌症中评估了Chek1/2抑制剂与免疫检查点抑制剂和辐射的组合治疗策略,并显示出具有转化潜力。在小细胞肺癌中,显示Prexasertib通过STING介导的T细胞活化增强对PD-L1阻断的反应48。具有免疫刺激性胞质DNA积累的复制应激反应缺陷基因更有可能识别可能受益的受试者49。用AZD7762进行的复制应激反应的药理学诱导显示进一步将免疫检查点阻断的益处扩展到更多患有其他类型恶性肿瘤的患者49。此外,本研究中使用的Chek1/2抑制剂同时针对Chek1和Chek2。虽然我们不能排除使用这些药物时抑制Chek1的作用,但我们基于CRISPR筛选、CD8 T细胞增殖试验、存活研究和scRNA-seq分析的所有实验证据证实了Chek2抑制/消除在调节CD8 T细胞表型和对免疫检查点阻断反应中的作用,而使用这些药物的结果表明che k2抑制/消除在调节CD8 T细胞表型和对免疫检查点阻断反应中的作用。Chek1在CRISPR筛选和scRNA-seq分析中,没有表明这种激酶具有免疫调节作用。
我们的研究提出了一个问题,Chek2调节是否可以增强其他形式的免疫疗法。鉴于Chek2的发现是无偏见的CD8 T细胞筛选的结果,值得测试Chek1/2抑制疗法与其他类型的基于T细胞的免疫疗法的治疗效果,如嵌合抗原受体(CAR) T细胞、双特异性T细胞接合物(BiTEs)、B细胞疫苗(Bvax)免疫疗法以及CTLA-4和PDL1阻断疗法50,51。在诱导I型干扰素应答的情况下,基于Chek2去除的肿瘤细胞可能类似于病毒感染的细胞的前提,Chek2抑制疗法与溶瘤病毒疗法的组合也可以是合理的方法。因此,测试Chek2抑制是否可能通过放大I型干扰素信号传导来提高溶瘤病毒疗法的功效是值得的52。除了Chek2,CRISPR筛选还发现了其他激酶,如Map3k7、TK1、Uck1、Nek6和Nuak1,它们可能有助于抵抗CD8 T细胞反应。这些可能值得进一步研究,作为加强GBM中基于T细胞的免疫疗法的潜在靶点。本研究中鉴定的敏感性相关激酶,如Rbks、Scyl1、Tbk1、Axl、Fgr、Prkch,可以在基于T细胞的免疫疗法的预测性生物标志物的背景下进一步研究。
我们的研究有几个局限性。重要的是,使用鼠神经胶质瘤模型进行了因果、机制实验,并且对人类肿瘤中这些机制的研究是有保证的。事实上,虽然小鼠模型对于新疗法的初步测试是有用的,但它们可能无法完全概括人类GBM的生物学以及对治疗的反应。特别是,最近对3个GBM肿瘤的分析显示,在该基因启动子甲基化的情况下,STING表达缺失53。鉴于公开可得的GBM scRNA-seq数据集显示了患者肿瘤细胞中STING的异质性表达28,29STING启动子甲基化如何与STING途径的激活相关CHEK2是输了,还是待定。
总之,这项工作提出了将检查点1/2抑制与PD-1/PD-L1阻断相结合的基本原理和临床前证据,以增强神经胶质瘤对免疫检查点阻断疗法的反应性。