p53对ALK基因融合介导的PD-L1调控的影响及其在肺癌免疫逃逸中的作用研究

Driver genes were reported to mediate immune escape of tumor by up-regulating PD-L1 expression while the tumor suppressor gene p53 could enhance the immune surveillance of the host. However, how the p53 gene status influence the immune modulation by oncogenes is poorly understood. We have previously shown that ALK fusion gene could up-regulate PD-L1 via p-ERK and p-ALK in non-small-cell lung carcinoma (NSCLC). We further found that p53 and ALK status together influence the expression level of PD-L1 in NSCLC specimens. Preliminary experiments showed that wild type p53 down-regulates while mutant p53 up-regulates PD-L1. Based on these, we try to study the impact of three different statuses of p53 gene, including wild-type, mutant and loss, on the regulation of PD-L1 by ALK and reveal its mechanisms. Also, we investigate how p53 and ALK together affect the immune function and viability of NSCLC cells. This project will for the first time study the combing effects of oncogene and tumor suppressor gene on PD-L1 regulation and provide theoretical and experimental bases for precisely targeting the benefiting patients from anti-PD-1/PD-L1 immune therapies.

研究证实驱动基因可通过上调PD-L1介导肿瘤的免疫逃逸，抑癌基因p53则能加强宿主的免疫监视。但是，p53基因状态对癌基因介导的免疫调控的影响尚不清楚。我们前期研究发现非小细胞肺癌（NSCLC）ALK基因融合可通过p-ERK及p-AKT上调PD-L1。进一步研究发现，p53基因与ALK基因共同影响了肿瘤组织PD-L1的表达水平。预实验发现野生型p53可负性调节PD-L1的表达，突变型p53则上调PD-L1的表达。基于此，本项目将在不同p53基因背景的肺癌细胞系中，研究p53野生型、缺失、突变型三种状态对ALK基因介导的PD-L1调节的影响，阐明其分子机制，并通过肿瘤细胞与T细胞共培养揭示p53和ALK对免疫功能及NSCLC细胞活性的影响。本项目将首次研究癌基因和抑癌基因共同调节PD-L1的机制，为精准定位抗PD-1/PD-L1免疫治疗的获益人群提供理论基础和实验依据。

研究证实驱动基因如EGFR突变或ALK基因融合可通过上调PD-L1介导肺癌的免疫逃逸，抑癌基因p53则能加强宿主的免疫监视。但p53基因突变对PD-L1的调控机制尚未完全清楚。临床上EGFR/ALK阳性肺癌患者对PD-1/PD-L1免疫治疗不敏感，存在巨大的临床未被满足的需求。而KRAS/P53双突变患者可能对免疫治疗有效率高。全面理解PD-L1上调机制及免疫治疗疗效预测标记物，具有重要临床意义。本项目利用下一代测序技术及细胞生物学手段，从多个维度解析肿瘤基因组学特征（如P53突变、ALK基因融合）及临床病理学特征与PD-L1、免疫微环境和免疫治疗疗效进行全面系统分析。结果发现：1、EB病毒相关肺癌存在高频P53突变及拷贝数缺失。9p24.1区域扩增与PD-L1表达显著正相关，而9p21.3区域缺失与CD8+肿瘤浸润淋巴细胞比例显著负相关；2、肿瘤突变负荷（TMB）与免疫治疗疗效成显著正相关，P53突变与高TMB相关；3、ALK基因融合p-ERK1/2和p-AKT信号通路上调PD-L1介导肺癌细胞免疫逃逸；4、ALK基因融合与P53缺失或突变可能具有协同上调PD-L1的作用；5、突变型P53可上调PD-L1表达。其中，P53-R175H可能直接靶向PD-L1的promoter区，影响其转录。而P53-R273H通过IFN-γ-依赖性磷酸化STAT1介导PD-L1的表达；6、ALK基因融合患者对免疫治疗不敏感，但合并P53者仍可从免疫治疗中获益。综上，本项目全面、系统地揭示了中国晚期非小细胞肺癌患者PD-1/PD-L1免疫治疗疗效与基因组学特征之间的关系，为筛选有效人群、进一步研究肿瘤免疫逃逸机制、开发合理联合治疗策略等提供重要数据。此外，我们首次揭示了P53两个重要突变位点R175H和R273H调控PD-L1的机制，并且从临床病例首次发现即使是免疫治疗不敏感的ALK阳性患者人群，若合并P53突变，同样可从免疫治疗中获益。这为扩大PD-1/PD-L1免疫治疗人群提供了依据。基于此也启动了3项针对驱动基因阳性非小细胞肺癌（包括ALK基因融合）免疫治疗的临床试验，以探索如何应对这一类临床没有被满足的需求。