先天性巨大黑痣基于PD-1/PD-L1阻断剂联合IFN-γ干预的免疫治疗研究

Giant congenital melanocytic nevus (GCMN) is a benign proliferation tumor, there is no effective treatment now. In order to prevent tumor cell immune escape, targeted intervention can activate lymphocyte to attack tumor cells. Program death receptor-1 (PD-1) and its ligand PD-L1 is the most promising immunological checkpoint, which has been proved effective in many malignant tumors, especially melanoma. Theoretically, GCMN homology with melanoma and has similar tumor immunity. Our preliminary results on halo nevus specimens suggest that the body trigger a specific immune response against nevus cells. GCMN specimens found that PD-L1 was expressed in nevus cells, suggesting that there has a PD-1/PD-L1-mediated immune tolerance. Additional literature suggests that Interferon-γ (IFN-γ) enhances the immunotherapeutic effect of PD-1/PD-L1 blockers. According to the above study, we hypothesized that anti-PD-1/PD-L1 blockers can activate the immune system to attack GCMN cells. Combination of IFN-γ can enhance anti-PD-1/PD-L1 efficacy. In this project, we verify the immunotherapeutic effect of PD-1/PD-L1 blocker combined with IFN-γ on GCMN by in vitro lymphocyte co-culture system and in vivo experiments in animals.

先天性巨痣GCMN为一种良性增殖肿瘤，尚无有效治疗方法。针对肿瘤免疫逃逸，靶向阻断免疫检查点，解除免疫逃逸，可使淋巴细胞杀死肿瘤细胞。而程序性死亡受体PD-1及配体PD-L1是最具应用前景的免疫检查点，已在多种肿瘤中（特别是黑色素瘤）取得进展。GCMN同黑色素瘤具有同源性，理论上具有免疫相似性。预实验中晕痣标本研究提示，机体能产生针对黑痣细胞的特异性免疫。巨痣标本研究显示，GCMN中痣细胞表达PD-L1，提示存在PD-1/PD-L1介导的免疫耐受。另外文献表明，干扰素-γ（IFN-γ）可提高PD-1/PD-L1阻断剂免疫治疗效果。据上述研究提出假设，使用抗PD-1/PD-L1阻断剂，可激活免疫系统杀伤GCMN细胞。联合使用IFN-γ可增加抗PD-1/PD-L1疗效。本实验拟通过体外淋巴细胞共培养体系，及动物在体试验，验证PD-1/PD-L1阻断剂联合应用IFN-γ对GCMN的免疫治疗作用。

先天性巨大黑色素痣是黑色素细胞异常增殖所致的体表大面积黑变，该疾病具有一定的终身恶变率，不仅严重影响患者的心理健康，还对患者的生命造成威胁。其病因尚不明确，且缺乏有效的药物疗法。PD-L1抑制剂联合IFN-γ的治疗方法在部分黑色素瘤患者中取得了良效，先天性巨痣和黑色素瘤的发病机制及病理学特征具有相似性，此外我们在部分巨痣组织中检测到了PD-L1的表达，且在消退的先天性痣中，我们也观察到了大量淋巴细胞浸润，因此，进一步开展了使用PD-L1抑制剂联合IFN-γ治疗巨痣的研究。在巨痣细胞与淋巴细胞的共培养体系中，加入PD-L1抑制剂及IFN-γ后，杀伤作用明显，巨痣细胞皱缩、破裂，凋亡比例增高；在人源化免疫小鼠构建的巨痣PDX模型中，也进行了PD-L1抑制剂及IFN-γ的给药。然而杀伤效果不明显，色素未见明显消退，瘤块大小未见显著缩小，分析可能原因为：免疫治疗的个体差异性较大，响应率不高所致。我们进一步转换研究方向，使用转录组测序分析、细胞实验验证、免疫组化验证等，明确了巨痣中存在三种重要状态，分别为抗原加工呈递下调后介导的免疫逃逸、活跃的抗凋亡及P16介导的细胞周期阻滞等，这解释了为何巨痣能够终身生存在皮肤中，同时也为巨痣的治疗提供靶点。本项目组也首次构建了国内首个巨痣转基因模型，为未来药物治疗的研究提供良好的基础。此外，本项目组也在巨痣病因学方面有了新的发现，我们在巨痣患者中检测到了DNA碱基错配修复基因的有害胚系突变，并且筛查出了DNA修复缺陷相关的疾病诱因（Signature），在免疫组化层面我们也明确了DNA碱基错配的关键蛋白在部分巨痣组织中呈现缺失状态，这些结果皆提示了DNA修复功能缺陷在巨痣的发生中具有重要的作用。综上，本项目的结果具有以下科学意义与前景：为巨痣的免疫治疗提供思路与阶段性的成果；明确巨痣中的三种状态：免疫逃逸、抗凋亡反应及生长稳态；为先天性巨痣的免疫治疗及靶向治疗提供具有前景的靶点；构建国内首个巨痣转基因动物模型；探究巨痣的病因学，提出国际上全新的病因学理论。