CRISPR筛选技术解锁肿瘤免疫治疗新靶点
肿瘤是一种基因相关性疾病,其发生通常伴随着DNA突变累积,这些遗传变异可导致原癌基因异常激活、抑癌基因功能失活以及表观基因组调控紊乱,最终破坏正常的基因表达网络。与此同时,肿瘤也是一种细胞微环境失衡性疾病,其生长依赖于异常转化的组织生态。近年来,随着研究的深入,肿瘤的定义已突破传统细胞层面的认知,更倾向于将其视为具有器官样功能的病理实体——它不仅能劫持正常细胞的生理功能,还可通过重塑组织微环境来逃逸宿主免疫监视。构成肿瘤的多种成分统称为肿瘤微环境(TME,tumor microenvironment),针对不同TME组分的新型治疗靶点不断被发现,为肿瘤精准治疗策略的优化提供了重要依据。
在肿瘤演进过程中,巨噬细胞、树突状细胞、中性粒细胞、B细胞、T细胞、肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)等多种免疫与非免疫细胞浸润于肿瘤细胞周围,与细胞外基质(ECM,extracellular matrix)等成分共同构成动态调控网络,对肿瘤生长发挥双向调控作用。一方面,免疫系统可通过多种效应机制识别并清除肿瘤细胞,例如激活特异性T细胞介导的抗肿瘤免疫应答;另一方面,肿瘤细胞可通过遗传学改变(如免疫相关信号通路基因突变)逃避免疫系统的监视与攻击,这一过程被称为遗传性免疫逃逸(GIE,genetic immune evasion),成为肿瘤免疫治疗的重要挑战。
以重塑免疫系统抗肿瘤功能为核心的TME靶向治疗策略,已成为当前肿瘤治疗的前沿领域。这类策略涵盖治疗性疫苗、免疫检查点阻断、双特异性T细胞衔接器(BiTEs,bispecific T cell conjugate)以及过继性细胞疗法等多种形式。尽管技术路径各异,但其共同机制均是通过激发T细胞对肿瘤抗原(内源性或工程化)的特异性免疫反应实现治疗目标。值得注意的是,先天性免疫细胞(尤其是抗原呈递细胞)与效应免疫细胞间的交互作用对免疫治疗效果具有决定性影响,相关细胞疗法也处于快速发展阶段。此外,随着肿瘤基因组研究的深入,针对肿瘤发生发展中关键功能基因的靶向治疗已成为研究焦点。系统解析肿瘤演进过程中的基因组变异特征、微环境动态变化、细胞适应性改变及其治疗响应机制,对开发高效治疗策略、改善临床预后具有重要科学价值。
为实现个体化免疫治疗及精准预测免疫应答,亟需构建高效的筛选平台并整合精准数据分析体系。新一代测序技术(NGS)作为临床肿瘤学的重要检测手段,其高通量特性可对数百万个核酸分子进行同步分析,为全面解析肿瘤遗传信息提供了技术保障。自CRISPR基因编辑技术成功应用于哺乳动物系统以来,其凭借高效性、易操作性、低细胞毒性和高通量优势,已逐步取代传统基因编辑工具,成为功能基因筛选的重要技术手段。这些技术的融合应用将加速肿瘤生物学机制的解析,推动诊疗技术的革新。
CRISPR基因组编辑技术的持续发展为解析TME中非肿瘤细胞的功能提供了全新视角。本文系统评述现有免疫治疗工具的优劣,总结肿瘤驱动机制的临床前研究模型,并阐释高通量筛选技术如何革新肿瘤的认知与诊疗体系。重点探讨功能筛选方法在揭示肿瘤特征中的关键作用:包括编码/非编码驱动基因鉴定、肿瘤异质性解析、进化动态追踪等研究,最终为个体化精准治疗方案的制定提供理论支撑。最后,针对新兴筛选技术在肿瘤免疫新靶点挖掘中的应用前景与挑战进行展望。
现代肿瘤免疫治疗面临的主要挑战
当前,肿瘤免疫治疗的临床研究已涵盖几乎所有肿瘤类型,但其核心问题在于对肿瘤微环境复杂性、肿瘤异质性及免疫逃逸机制的认知仍存在局限性。以PD-1疗法为例,其疗效范围在15%-50%间波动,其中黑色素瘤和吸烟相关非小细胞肺癌等具有高肿瘤抗原表位负荷的肿瘤显示出更佳响应。此外,现有评估体系缺乏明确的疗效生物标志物,因为不同生物标志物表达的肿瘤患者对免疫治疗会产生差异化应答。值得注意的是,过度激活的免疫反应可能导致自身免疫损伤,在杀灭肿瘤的同时诱发结肠炎、皮疹、自身免疫性心肌炎及甲状腺功能亢进等免疫相关不良事件(irAEs,immune-related adverse events)。这些现状促使临床亟需筛选与免疫检查点抑制剂(ICIs)方案疗效提升和irAEs发生率降低密切相关的特异性靶点。
以CAR-T为代表的细胞疗法同样面临免疫脱靶和靶向细胞毒性等困境。临床数据显示,CAR-T治疗B细胞淋巴瘤后高达60%的复发案例存在CD19抗原丢失现象。此外,CAR-T细胞耗竭已成为制约疗效的关键因素,特别是在B细胞急性淋巴细胞白血病(B-ALL)治疗中,持续性抗原刺激导致CAR结构中共刺激/抑制受体表达上调,最终引发抗原特异性T细胞耗竭,这与治疗后高复发率密切相关。