圖1. 腫瘤特異性的CD8+ T細(xì)胞的分選方法及其轉(zhuǎn)錄組和甲基化組特征

1月3日，我院胃腸/肝膽腫瘤外科彭吉潤教授課題組，與北京大學(xué)生物醫(yī)學(xué)前沿創(chuàng)新中心(BIOPIC)、生命科學(xué)學(xué)院、北京未來基因診斷高精尖創(chuàng)新中心(ICG)張澤民教授課題組聯(lián)合，在基因組學(xué)著名期刊《Genome Biology》(影響因子：14.028)上發(fā)表了題為“Distinct epigenetic features of tumor-reactive CD8+ T cells in colorectal cancer patients revealed by genome-wide DNA methylation analysis”的研究論文，揭示了結(jié)直腸癌腫瘤特異性T細(xì)胞的甲基化特征。

結(jié)直腸癌是我國常見的消化道惡性腫瘤，然而現(xiàn)今針對結(jié)直腸癌患者的免疫療法，效果難以令人滿意。近年來，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，只有靶向腫瘤的特異性CD8+ T細(xì)胞進(jìn)入腫瘤內(nèi)部，才有可能顯著改善腫瘤免疫療法的效果;但是，并非所有腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞(TILs)都具有腫瘤反應(yīng)性;相反，在這些腫瘤浸潤的淋巴細(xì)胞中，存在大量的旁觀者細(xì)胞(bystanders)，它們只識別與癌癥無關(guān)的抗原表位，不能起到殺滅腫瘤的作用。為此，本課題結(jié)合甲基化組和轉(zhuǎn)錄組測序，以幼稚(na?ve)型CD8+ T細(xì)胞、效應(yīng)記憶型CD8+ T細(xì)胞，以及兩類旁觀者細(xì)胞為對照，系統(tǒng)性地刻畫了結(jié)直腸癌患者體內(nèi)腫瘤特異性CD8+T細(xì)胞的甲基化和轉(zhuǎn)錄組學(xué)特征，并探索了腫瘤特異性CD8+T細(xì)胞形成過程中潛在的關(guān)鍵調(diào)控因子。

該課題組首先根據(jù)腫瘤特異性CD8+ T細(xì)胞的表面標(biāo)記分子CD39和CD103的表達(dá)量，從結(jié)直腸癌患者的腫瘤組織中，分選出腫瘤特異性的CD8+ T細(xì)胞(CD103+CD39+)以及兩類旁觀者細(xì)胞(CD103-CD39-和CD103+CD39-)。另外，從患者的外周血里分選出na?ve CD8+ T細(xì)胞和效應(yīng)記憶型CD8+ T細(xì)胞作為參照物。通過比較腫瘤特異性CD8+ T細(xì)胞與其他類型T細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組特征，該課題組進(jìn)一步確認(rèn)了腫瘤特異性CD8+ T細(xì)胞具體“耗竭”和“組織駐留記憶”的雙重特性。通過對比這5類CD8+ T細(xì)胞的甲基化譜，該課題發(fā)現(xiàn)，在腫瘤特異性CD8+ T細(xì)胞中存在特異性低甲基化區(qū)域，能影響腫瘤特異性標(biāo)記分子CD39和CD103以及與“耗竭”信號相關(guān)的基因表達(dá)量，如PDCD1，HAVCR2。進(jìn)一步通過轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)富集分析，該課題探索了在這5類CD8+ T細(xì)胞的形成過程中潛在發(fā)揮重要功能的轉(zhuǎn)錄因子。例如，在腫瘤特異性的CD8+ T細(xì)胞中顯著富集BATF、NR4A1和VDR等。其中BATF和NR4A1均已被證實(shí)在T細(xì)胞 “耗竭”的過程中發(fā)揮重要的調(diào)控功能，因而推測VDR同樣在腫瘤特異性的CD8+ T細(xì)胞的形成過程中發(fā)揮重要功能(圖1)。

北京大學(xué)BIOPIC和生命科學(xué)學(xué)院楊瑞博士、博士后程斯進(jìn)與北京大學(xué)第九臨床醫(yī)學(xué)院(北京世紀(jì)壇醫(yī)院)博士生羅楠為該論文的并列第一作者，彭吉潤教授和北京大學(xué)BIOPIC和生命科學(xué)學(xué)院任仙文副研究員、張澤民教授為該論文的共同通訊作者。該課題得到了國家自然科學(xué)基金委和北京未來基因診斷高精尖創(chuàng)新中心的資助。