Dana-Farber /波士顿儿童癌症和血液疾病中心团队开发的一种新颖的筛选方法-使用CRISPR-Cas9基因组编辑技术来测试小鼠中成千上万个肿瘤基因的功能-发现了可以潜在地增强抗癌性的新药物靶标。 PD-1检查点抑制剂的有效性，这是一种有前途的新型癌症免疫疗法。

在《自然》杂志在线发表的调查结果中，由小儿肿瘤学家W. Nick Haining领导的Dana-Farber /波士顿儿童小组报告说，肿瘤细胞中Ptpn2基因的缺失使它们更易受PD-1检查点抑制剂的影响。PD-1阻滞剂是一种“释放”免疫细胞的药物，使它们能够定位并摧毁癌细胞。

“ PD-1检查点抑制剂已经改变了许多癌症的治疗方法，并为免疫疗法成为癌症治愈方法的可能性打开了大门，”该新论文的资深作者，同时还是儿科副教授的海宁说。在哈佛医学院就读，也是麻省理工学院和哈佛大学广泛研究所的准成员。

尽管这种新型癌症疗法在临床上取得了成功，但大多数患者并未从PD-1阻断中获得临床益处。海宁说，这引发了更多的试验，以研究其他药物与PD-1抑制剂联合使用是否可以增加癌症对该疗法有反应的患者人数。

Haining说：“迄今为止，挑战在于寻找最有效的免疫治疗靶标，并优先选择与PD-1抑制剂联合使用时效果最佳的免疫治疗靶标。”“因此，我们着手开发一种更好的系统，以识别可能有助于机体自身免疫系统抵抗癌症攻击的新药物靶标。

海宁继续说：“我们的工作表明，有各种各样的生物学途径可以靶向使免疫疗法更加成功。”“其中许多是我们无法预料的令人惊讶的途径。例如，如果没有这种筛选方法，Ptpn2并不是癌症免疫治疗的良好药物靶标。

筛选成千上万的潜在目标

为了广为传播，该论文的第一作者，海宁实验室的研究生罗伯特·曼古索(Robert Manguso)设计了一种基因筛选系统，以鉴定癌细胞用来逃避免疫攻击的基因。他使用了CRISPR-Cas9这一基因组编辑技术，就像一把分子剪刀一样，可以在遗传密码的精确位置切割DNA，从而系统地敲除黑色素瘤皮肤癌细胞表达的2368个基因。然后，Manguso能够识别出哪些基因被删除，从而使癌细胞更易受PD-1阻断。

Manguso首先对黑素瘤皮肤癌细胞进行了工程改造，使它们都含有Cas9，Cas9是“剪切”酶，它是CRISPR编辑系统的一部分。然后，他使用病毒作为运载工具，用不同的遗传密码“单向导RNA”序列对每个细胞进行编程。结合Cas9酶，sgRNA编码-长度约为20个氨基酸-可以消除2,368个不同的基因。

通过将肿瘤细胞注射到小鼠体内并用PD-1检查点抑制剂对其进行治疗，Manguso便能够计算出哪些修饰过的肿瘤细胞得以幸存。那些丧命的人由于缺少基因而对PD-1封锁敏感。

使用这种方法，Manguso和Haining首先确认了两个已知是免疫“逃避者”的基因的作用-PD-L1和CD47，它们已经在临床试验中。然后，他们发现了多种新的免疫逃避剂，如果在治疗上受到抑制，它们可以增强PD-1癌症的免疫疗法。这样的新发现的特别感兴趣的基因是Ptpn2。

海宁说：“ Ptpn2通常会阻止免疫信号通路，否则会窒息癌细胞。”“删除Ptpn2会增加这些免疫信号通路，使肿瘤细胞在免疫攻击下生长速度变慢并且更容易死亡。”

取得更多进展

有了新的筛查方法，海宁的团队正在迅速扩大工作力度，以寻找可以增强免疫疗法的其他新药靶标。

海宁说，该团队正在扩展其方法，从一次筛选数千个基因转变为最终能够筛选整个基因组，并从黑色素瘤转移到结肠癌，肺癌，肾癌等。他组建了一支庞大的科学家团队，横跨Dana-Farber /波士顿儿童基金会和Broad研究所，以应对伴随如此大规模筛查工作的技术挑战。

同时，尽管可能会出现更多新的潜在药物靶标，但海宁的团队正在根据他们对Ptpn2的发现采取行动。

海宁说：“我们正在认真考虑Ptpn2抑制剂的外观。”“很容易想到制造出一种能够关闭Ptpn2的小分子药物。”