《科學》子刊：PDL1甲基化是免疫治療耐藥的關鍵機制！

作為人體內至關重要的免疫檢查點，PD-1/L1通路實在會受到太多調控因素的影響，上到遺傳和突變、下到腸道微生物，還有細胞內外形形色色的各種因子，好像誰都能來插一腳，那表觀遺傳當然也少不了[1]。

近期在Science Advances期刊上，由華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院王桂華教授團隊發表的一項最新研究就揭示：PD-L1的甲基化水平，會顯著影響PD-1與PD-L1的相互作用，進而影響抗腫瘤免疫應答和免疫治療效果。

研究發現，PD-L1的Lys162位點（K162）可被SETD7甲基化，被LSD2去甲基化，且該位點的高甲基化是PD-L1抑制劑治療耐藥的關鍵機制，因此臨床實踐中可將PD-L1的K162甲基化與PD-L1比值，作為預測免疫治療效果的Biomarker[2]。

論文首頁截圖

近年來已有許多研究證實，泛素化、糖基化、磷酸化、棕櫚酰化和乙酰化修飾等翻譯后修飾，是PD-1/L1通路的重要調節因素，而理論上甲基化也會影響PD-1/L1通路，但具體機制仍需進一步明確，才能找到具體干預位點和預測性指標。

王桂華教授團隊首先使用甲基化抑制劑Dznep，處理經PD-L1轉染的人腎上皮HEK293T細胞，再在免疫共沉淀（co-IP）后行質譜分析，尋找PD-L1蛋白上可能影響PD-1與PD-L1相互作用的賴氨酸/精氨酸甲基化位點。

K162位點就是這樣與另外5個位點一起被篩選出的，但研究團隊進一步的實驗顯示，當重建各個位點甲基化調節缺損的PD-L1變異體時，只有K162位點的甲基化缺損，會在不影響PD-L1表達水平的前提下，顯著增強PD-1與PD-L1的結合能力（比野生型PD-L1更強），改變PD-1與PD-L1的相互作用狀態。

PD-L1 K162位點的甲基化，會顯著影響PD-1與PD-L1的相互作用

研究團隊將T細胞內PD-L1的K162甲基化位點“敲除”后，發現CD8+T細胞的細胞毒性也顯著下降，表現為顆粒酶B和干擾素-γ的表達下降；對免疫缺損小鼠進行同樣處理后，移植進小鼠體內的腫瘤生長速度會明顯加快，而這主要與腫瘤內CD8+T細胞數量減少，免疫監視功能下降有關。

把上述兩部分實驗的結論匯總起來，就是PD-L1 K162位點甲基化水平下降，會顯著弱化PD-1/L1通路介導的癌癥免疫監視功能，導致腫瘤的發生發展，接下來就該尋找調控甲基化的關鍵酶了。

實驗顯示，組蛋白賴氨酸N-甲基轉移酶（SETD7）是唯一可上調PD-L1 K162甲基化的酶，而敲除SETD7基因或該基因發生突變，以及異常的白介素-6（IL-6）信號，均會影響到PD-L1 K162的甲基化，進而影響PD-1/L1相互作用，最終減弱抗腫瘤免疫應答；但SETD7過度表達，卻會觸發腫瘤對PD-L1抑制劑的治療耐藥。

SETD7調節PD-1與PD-L1的相互作用，影響抗腫瘤免疫應答

與SETD7作用相反、可使PD-L1 K162甲基化水平下調的，則是賴氨酸特異性組蛋白去甲基化酶2（LSD2），它對小鼠體內抗腫瘤免疫應答的影響，與敲除PD-L1 K162位點甲基化能力相似，而且LSD2過表達可使腫瘤對PD-L1抑制劑治療敏感。

LSD2表現出與SETD7相反的調節作用

基于以上實驗結果，研究團隊認為可以用PD-L1 K162的甲基化水平，預測PD-1/L1抑制劑的臨床療效，并用TIMER/GSCA腫瘤免疫數據庫信息進行了驗證。

分析顯示，PD-L1 K162位點甲基化水平，或PD-L1 K162位點甲基化與患者整體PD-L1表達水平的比值（MPR），均與腫瘤內CD8+T細胞的浸潤數量和細胞毒性呈正相關。而對PD-L1抑制劑治療有應答的患者，存在LSD2、PD-L1的高表達和SETD7低表達，且PD-L1 K162位點甲基化水平較低。

以MPR<0.65作為Cut-off值，預測PD-1抑制劑治療非小細胞肺癌（NSCLC）緩解的特異性和敏感性分別為77.27%和93.33%，MPR<0.65也與患者總生存期（OS）較長有關，即PD-L1 K162位點的低甲基化更有利于免疫治療，與實驗結論相符。

MPR對PD-1抑制劑治療NSCLC的預測價值

研究者們指出，MPR>0.65即PD-L1 K162位點甲基化水平高的患者，腫瘤內CD8+T細胞的細胞毒性，可能已不會在PD-1與PD-L1結合后被抑制，因此并不適用PD-1/L1抑制劑治療，應優先考慮其它類型免疫治療藥物或化療、放療等手段。

總而言之，本次研究證實了PD-L1甲基化狀態對抗腫瘤免疫應答、PD-1/L1抑制劑治療效果都存在明顯的影響，而檢測PD-L1 K162甲基化水平，或可成為預測免疫治療效果，指導臨床精準用藥的新策略。

參考文獻：

[1]Burr M L, Sparbier C E, Chan Y C, et al. CMTM6 maintains the expression of PD-L1 and regulates anti-tumour immunity[J]. Nature, 2017, 549(7670): 101-105.

[2]Huang C, Ren S, Chen Y, et al. PD-L1 methylation restricts PD-L1/PD-1 interactions to control cancer immune surveillance[J]. Science Advances, 2023, 9(21): eade4186.