Nature Medicine | 陳列平團隊發現又一腫瘤免疫逃逸新通路

TCAA包含超過6500個人類基因，編碼人類基因組中超過90%的跨膜蛋白，單個基因在陣列中短暫表達。他們設計了一種基於293T細胞的人工抗原呈遞細胞系（aAPC），該細胞系表達一種用於T細胞受體激活的膜相關抗人CD3（OKT3）單鏈可變片段（scFv），以及一些跨膜信號轉導基因（DAP10、DAP12、FCER1G和CD3Z）以促進膜蛋白表達【1】。研究者使用Jurkat T細胞來檢測靶基因的功能及其對T細胞活性的影響，Jurkat T細胞中穩定表達了一個由NF-κB或NFAT反應元件驅動的綠色熒光蛋白（green fluorescence protein, GFP）報告基因。這樣通過與空白對照組對比，就可以利用GFP信號強弱來鑒定aAPC上表達的膜蛋白對T細胞活性的影響。持續抑制或增強GFP信號的基因在多輪TCAA篩選後被選擇，隨後在體內和體外進行綜合分析。在這些候選基因中，一些是已經被報道的共刺激分子（B7-1, B7-2, CD200, CD70），凋亡相關基因（FASL, TRAIL, GZMB）或共抑制分子（KLRD1, BTN3A3等等），這也驗證了TCAA系統的準確性。

通過TCAA系統篩選，研究團隊發現Siglec-15可持續地抑制T細胞活性，並有可能滿足正常化免疫治療的主要特徵【2】，因此被選擇以進行後續研究。Siglec-15是一個唾液酸結合性免疫球蛋白樣凝集素家族（Siglec family）基因，編碼一個非常短的胞外結構域（ECD）【3】。蛋白質序列分析顯示，Siglec-15 ECD包含一個免疫球蛋白可變區（IgV）和一個2型恆定區（IgC2），與B7基因家族具有30%以上的相似性。這些數據表明，Siglec-15與B7基因家族關係密切，可能與B7家族成員共享免疫調節功能。

隨後研究團隊發現，在大多數正常人體組織和各種免疫細胞亞群中Siglec-15mRNA的表達很少，但可以在巨噬細胞中發現。通過流式細胞術，研究人員發現Siglec-15在小鼠CD11b + F4/80 +外周巨噬細胞，新鮮骨髓來源的CD11b + Gr-1 +髓系細胞和骨髓來源的CD11b + F4/80 +巨噬細胞（BMDMs）中有低水平的表達量，但在其他淋巴細胞和髓系細胞亞群中未檢測到其表達。利用Siglec-15全身基因敲除小鼠以及在巨噬細胞中條件性敲除Siglec-15小鼠模型，研究人員發現Siglec-15基因敲出並不會導致小鼠自身免疫疾病或其他癥狀，之後進行一系列體內體外實驗，證明了巨噬細胞/髓系來源的Siglec-15可以通過調節細胞生長來抑制抗原特異性T細胞的免疫應答。

然後，通過TCGA資料庫的Meta分析，研究團隊發現，在人多種腫瘤中，Siglec-15mRNA表達量都上調。在241個人非小細胞肺癌NSCLC樣本中，通過免疫組化分析，研究人員發現Siglec-15可以在腫瘤相關的基質細胞或腫瘤細胞，以及腫瘤浸潤的巨噬/髓系細胞上檢測到。同時發現B7-H1（PD-L1）和Siglec-15表達之間沒有相關性（r=0.035，p=0.60），只有7/218（3.2%）的病例兩個標誌物均為陽性。

最後，研究人員利用小鼠腫瘤模型進一步證明了Siglec-15是腫瘤免疫治療正常化策略的潛在候選者。研究人員將B16-GMCSF腫瘤細胞接種到Siglec-15基因敲除小鼠體內，與野生型小鼠相比腫瘤生長緩慢，基因敲除小鼠生存期延長，同時基因敲除小鼠腫瘤中CD8+T細胞，NK細胞的浸潤也增多。此外，研究團隊設計了抗Siglec-15單克隆抗體α-S15，將其用在多種小鼠腫瘤模型，發現其的確可以阻斷巨噬/髓系細胞來源的Siglec-15的免疫抑制作用來提高體內抗腫瘤免疫反應。

總之，本文鑒定並證明了Siglec-15是一免疫抑制分子，並可作為腫瘤免疫治療正常化策略的潛在候選者。值得一提的是，文章也表明，目前測試人源化Siglec-15單克隆抗體（NC318）對人實體腫瘤影響的一期臨床試驗（NC03665285）正在進行。

為了詳細了解該工作的重要意義以及後續臨床相關信息，BioArt獨家聯繫了陳列平教授。針對該項研究，陳教授簡要總結了該發現以及意義。他表示：

「Siglec-15是一新的免疫調節靶點，在腫瘤微環境能抑制免疫反應。Siglec-15在腫瘤微環境中的M2型巨噬細胞以及在包括肺癌、卵巢癌和頭頸癌等在內多種人體腫瘤細胞中的表達上調，且其表達與B7-H1（PD-L1）是互斥的。實驗證明，Siglec-15在體外和體內都能抑制抗原特異性T細胞反應。Siglec-15是B7-H1（PD-L1）陰性腫瘤（抗PD治療對其無效）中的主要免疫抑制因子。我們希望Siglec-15會是一系列免疫治療新靶點中的第一個，來幫助那些對當前免疫治療無反應的腫瘤患者。我們研究表明，Siglec-15敲除小鼠沒有發生自身免疫病或其他疾病，這表明，Siglec-15的阻斷在正常細胞上並不會產生嚴重的副作用。NC318，是第一個阻斷Siglec-15免疫抑制性的新葯，對NC318的1/2期臨床試驗也正在進行。」

原文如下：

「Siglec-15 (S15) is a novel immunomodulatory target and was identified as an immune suppressor in the tumor microenvironment (TME).S15 is upregulated on M2 macrophages in the TME and human cancer cells including lung, ovarian and head and neck cancers.S15 suppresses antigen-specific T cell responses in vitro and in vivo.S15 expression is mutually exclusive to B7-H1 (PD-L1), partially due to its induction by macrophage colony-stimulating factor and downregulation by IFN-γ.S15 is a major immune suppressor in B7-H1- (PD-L1-) negative tumors, which are resistant to currently approved anti-PD therapies.We hope S15 will be the first in a series of novel targets for immunomedicines to help patients not responding to current immunotherapy drugs.Studies showed that S15 knock-out mice did not develop autoimmune or other diseases, suggesting that S15 inhibition may not be associated with adverse effects on normal cells.

In preclinical research, it was observed that S15 promoted the survival and differentiation of suppressive myeloid cells and negatively regulated T cell function, allowing cancer to avoid immune destruction.NC318, a first-in-class immunomedicine against S15, blocked the negative effects of S15.A first-in-human Phase 1/2 clinical trial is ongoing for NC318.」

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