CD：科学家发现新的肝癌免疫检查点

*仅供医学专业人士阅读参考

肝细胞癌（HCC）是一种恶性程度很高的肿瘤，根据中国国家癌症中心最新数据，肝癌（主要是HCC）位居癌症死亡率排名第二位[1]，给我国人民带来了极大的健康负担。

目前免疫检查点抑制剂治疗已经在多种肿瘤中取得了较好的治疗效果，但是在肝癌中响应率仍较低，增加对肝脏以及肝癌发生过程中免疫学变化的认识，有助于我们开发更有效的免疫治疗策略。

肝脏有着独特的免疫学特性，富含多种免疫细胞，尤其是天然免疫细胞如NK细胞，以及固有淋巴样细胞1型（ILC1）。在肝癌的发生发展过程中，NK细胞的功能通常是下降的[2]，但是我们对引起NK细胞功能失调，从而破坏抗肿瘤免疫应答的机制，仍不完全清楚。

近日，由雪松西奈医疗中心Ekaterina K. Koltsova教授领衔的研究团队，在著名期刊Cancer Discovery上发表重要研究成果[3]，他们发现IL-27R信号可以抑制肝脏NK细胞以及ILC1向肿瘤内浸润的能力以及细胞毒功能，促进HCC的发生发展。敲除或用药物抑制IL-27或IL-27R可以增强机体抗肿瘤免疫应答，抑制肝癌的发生发展。

这项研究成果表明IL-27可以作为一种新型肝癌免疫检查点，阻断IL-27途径在HCC中具有良好治疗潜力。

论文首页截图

肝癌通常是由长期的慢性炎症损伤引起的，IL-27是一种具有抗炎作用的细胞因子，有研究认为它在慢性感染以及炎症相关疾病中可以发挥保护作用[4,5]。但是IL-27在肿瘤发生发展中的作用，目前仍缺少相关研究。

为了探究IL-27与HCC之间的关系，研究团队分析了HCC患者血清中IL-27的水平，结果发现，与健康人相比，HCC患者血清中IL-27含量显著增加，并且IL-27的水平与患者的生存期呈现明显的负相关。TCGA数据分析也显示，在HCC患者中IL-27或IL-27RA（IL-27RA是IL-27R的两个亚基之一）的表达量与患者的生存期呈负相关。

这些结果表明，与先前猜想不同，IL-27信号可能在HCC中扮演了促肿瘤的角色，与人类HCC患者的不良预后相关。

为了在体内探究IL-27对HCC的发生究竟具有怎样的影响，研究团队在特异性缺陷IL-27受体的小鼠――Il27ra-/-小鼠中构建了致癌物DEN（二乙基亚硝胺）诱导的HCC模型，发现相比于WT小鼠，IL-27RA缺陷的小鼠HCC发生率更低，肿瘤结节数量较少，并且肿瘤直径也较小。

为了确定IL-27R信号促进肿瘤生长的作用是否免疫系统，他们将携带完整IL-27RA或敲除IL-27RA的HCC细胞系接种至小鼠肝脏，发现肿瘤细胞上IL-27RA的缺失并不影响其在体内生长；而将WT肿瘤细胞接种至WT小鼠或IL-27RA缺陷小鼠时观察到IL-27RA缺陷小鼠体内肿瘤生长受到抑制。这表明IL-27R信号并不直接促进肿瘤细胞在体内生长，而是抑制机体抗肿瘤能力。

以上的数据共同表明，IL-27R信号具有促进肿瘤发生发展的作用。

在人类和小鼠中，IL-27信号与HCC不良预后相关

为了阐明IL-27R信号调控肝癌的可能机制，研究团队对DEN诱导的肝癌组织进行了转录组测序，发现相比于WT小鼠，IL-27RA缺陷小鼠肿瘤组织中NK细胞特征基因显著增加，并且与NK细胞细胞毒相关的信号通路明显富集，IL-15的表达也明显上升。流式细胞术检测结果验证了上述发现，IL-27RA缺失后肿瘤浸润NK1.1+TCRβ-细胞显著增加。

进一步的检测表明，增加的NK1.1+TCRβ-细胞包括NK细胞以及ILC1，但IL-27RA缺失后增加的主要是NK细胞。TCGA数据库分析结果表明在人类HCC中，NK细胞丰度与IL-27RA的表达水平呈现显著的负相关关系。

这些数据表明，在小鼠和人肝癌中，IL-27或其受体的表达与NK细胞的浸润呈负相关。

为了更深入的探究IL-27RA缺失后对NK细胞以及ILC1功能的影响，研究团队使用流式细胞术以及单细胞转录组测序分析这两群细胞的功能状态。发现IL-27RA缺失后NK细胞以及ILC1均上调表达杀伤分析GzmB，NK细胞还上调表达Perforin，并且NK细胞表面活化性受体NKG2D的表达有明显上调。同时单细胞转录组测序分析表明，IL-27RA缺失后NK细胞以及ILC1更加成熟，向细胞毒状态分化能力增强。这表明IL-27RA缺失后NK细胞以及ILC1的效应功能得到了明显的增强。

缺陷IL-27R后肿瘤内浸润的NK1.1+TCRβ-细胞数量增加，功能增强

由于NK细胞的活化不仅需要其自身的成熟，还需要平衡抑制性信号以及活化性信号的刺激，上述结果中发现IL-27RA缺失后NK细胞上调表达活化性受体NKG2D，那么IL-27RA缺失后肿瘤细胞上相关的配体表达水平有何变化呢？

流式检测以及免疫组织化学染色表明，相比于WT小鼠，IL-27RA缺陷小鼠肿瘤细胞上NKG2D配体Raet1、H60b的表达明显上调，而抑制NK细胞活化的MHCⅠ表达显著下调。与之对应的是，rIL-27刺激能够显著抑制肝癌细胞中Raet1和H60b的表达。

这表明IL-27可以降低肿瘤细胞上NK细胞活化性受体的配体表达，避免激活NK细胞，从而有利于肿瘤的免疫逃逸。

IL-27RA缺失后NK细胞上NKG2D表达增加，细胞毒功能增强；IL-27可以降低肿瘤细胞NKG2D配体的表达

以上的研究结果表明，在致癌物DEN诱导的HCC小鼠模型中，IL-27R信号缺失可以增强NK细胞和ILC1的抗肿瘤能力。然而，在人类社会，致癌物DEN诱导的肝癌毕竟是少数，近年来随着肥胖的流行，由非酒精性脂肪性肝炎（NASH）引起的HCC在逐渐升高。

为了了解上述机制在NASH相关的HCC中是否存在，研究人员又构建了NASH相关HCC小鼠模型：为MUP-uPA小鼠饲喂西方饮食（WD）诱发NASH相关的HCC。

结果表明，IL-27RA缺失后，小鼠的HCC发生率显著下降，流式检测发现IL-27RA缺失后小鼠肿瘤浸润NK细胞数量显著增加，并且肿瘤细胞上的Raet1、H60b表达上调，MHCⅠ表达显著下调。这与DEN模型中观察到的现象一致，说明IL-27R信号和NK细胞介导的抗肿瘤免疫之间存在功能和机制联系。

在NASH相关HCC模型中，IL-27也发挥了促肿瘤的作用

以上的结果提示我们NK细胞在IL-27R信号与HCC之间发挥关键性调控作用，为了确定IL-27R信号被阻断后NK细胞在控制肿瘤生长中的作用是否是不可或缺的。

研究团队使用抗NK1.1抗体清除了小鼠NK细胞，发现清除NK细胞后，IL-27RA缺失不能减少DEN诱导的肿瘤发生。这说明NK细胞在IL-27R信号缺陷引起的抗肿瘤效应中发挥了至关重要的作用。

这些数据说明，IL-27R缺陷带来的抗肿瘤能力增强依赖于NK细胞（或许还有ILC1）在肿瘤内的浸润以及活化。

缺陷IL-27R依赖于NK细胞发挥抗肿瘤作用

以上的证据表明，IL-27R信号在HCC发生发展过程中起到了抑制抗肿瘤免疫的作用，那么使用抗体阻断IL-27/IL-27R信号轴是否可以增强抗肿瘤免疫应答，抑制肿瘤生长呢？

为此，研究团队分别使用IL-27中和抗体以及IL-27R阻断抗体对MUP-uPA+WD小鼠进行治疗，发现阻断IL-27-IL27R信号轴能够显著抑制肿瘤的发生发展。这表明阻断IL-27信号在HCC中具有良好的治疗潜力。

阻断IL-27/IL-27R轴能够有效抑制肿瘤发生发展

总体而言，这项研究成果表明，IL-27R信号通过调节NK细胞和ILC1细胞在肿瘤内的浸润与活化，在体内控制肝癌的发展。

药物抑制IL-27或其受体显著抑制了肝癌的发展和生长，这意味着IL-27通路可能成为HCC的一个有希望的治疗靶点。

参考文献：

1. Rongshou Zheng, Siwei Zhang, Hongmei Zeng, Shaoming Wang, Kexin Sun, Ru Chen, Li Li, Wenqiang Wei, Jie He,Cancer incidence and mortality in China, 2016,Journal of the National Cancer Center,2022, doi:10.1016/j.jncc.2022.02.002.

2. Cai L, Zhang Z, Zhou L, Wang H, Fu J, Zhang S, et al. Functional impairment in circulating and intrahepatic NK cells and relative mechanism in hepatocellular carcinoma patients. Clin Immunol 2008;129(3):428-37 doi 10.1016/j.clim.2008.08.012.

3. Aghayev T, Mazitova AM, Fang JR, et al. Interleukin-27 signaling serves as an immunological checkpoint for innate cytotoxic cells to promote hepatocellular carcinoma [published online ahead of print, 2022 Jun 20]. Cancer Discov. 2022;candisc.1628.2020-11-7 00:59:46.747. doi:10.1158/2159-8290.CD-20-1628

4. Koltsova EK, Kim G, Lloyd KM, Saris CJ, von Vietinghoff S, Kronenberg M, et al. Interleukin-27 receptor limits atherosclerosis in Ldlr-/- mice. Circulation research 2012;111(10):1274-85 doi 10.1161/CIRCRESAHA.112.277525.

5. Sasaoka T, Ito M, Yamashita J, Nakajima K, Tanaka I, Narita M, et al. Treatment with IL27 attenuates experimental colitis through the suppression of the development of IL-17producing T helper cells. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 2011;300(4):G568-76 doi 10.1152/ajpgi.00329.2010.

责任编辑丨BioTalker