长时间的 T细胞刺激会导致功能耗竭，会限制基于T细胞的免疫疗法的持久性。这种耗竭状态是通过多潜能前体T细胞（Tpex）逐渐转变为终末分化的人群（Tex）而产生的，而Tex被认为是不能响应免疫检查点阻断（ICB）的。
如果阻止这种变化，这样可以让免疫治疗更有效。
最近，圣裘德儿童研究医院研究人员偶然发现，一群骨髓增生异常综合征（MDS）的病人在接受抗PD-L1治疗后活得更久，进一步研究发现 ASXL1 在所有这些患者的 T 细胞中都发生了突变。
ASXL1 基因突变和其他两种基因（DNMT3A和TET2）的突变一样，可以让造血干细胞活得更久。因为这些突变跟细胞保持活力有关，研究人员想知道这些基因的变化会不会影响T细胞从可分化状态变成完全分化状态的过程，以及这种变化会不会帮助抗PD-L1治疗更有效？
研究人员就修饰了T细胞，敲除了这些基因，然后把这些T细胞放进小鼠体内，让它们接触长期存在的病毒。结果发现，当这些基因被KO后，即使这些T细胞受到一年的刺激并且不断分裂，但它们没有变得不正常。更重要的是，这些T细胞里有很多像干细胞一样的状态。
同时，ASXL1基因的敲除让T细胞在面对肿瘤时不容易变得无效，并且和抗PD-L1治疗一起用时效果更好。最后，用抗PD-L1治疗的MDS病人身上也发现，敲除ASXL1基因能让T细胞免疫功效更强。
2024年10月11日，最新一期《Science》标题为：Epigenetic regulators of clonal hematopoiesis control CD8 T cell stemness during immunotherapy 发表了以上研究结果。
文章解析
用CRISPR分别敲除脑膜炎病毒（LCMV）特异的CD8 T细胞三个基因DNMT3A、TET2、ASXL1（这三个基因是克隆造血（CH）调控因子），然后回输到感染LCMV病毒的小鼠体内，结果发现：这些基因敲除的T细胞在病毒长期存在的情况下仍能很好地增殖，可以存活超过一年，并且数量保持稳定，不会失控地增长；而那些基因没有被敲除的T细胞，病毒存在两个月左右就开始大量减少。
DNMT3A、TET2和ASXL1基因缺失的T细胞在长期感染病毒的情况下，保持了更多的干细胞标记Ly108，并且抑制标记Tim3和PD-1的表达更低，有更多的TCF1+细胞。同时，这些T细胞表达的Tox（一种与T细胞耗竭有关的基因）比没有缺失该基因的T细胞要少。总之，KO这些基因的T细胞中有更高比例的细胞具有干细胞样的基因表达特征。
值得注意的一点，正常的T细胞分化得更快，而TET2基因被KO的T细胞分化得最慢，ASXL1基因被KO的T细胞在分化过程中介于两者之间。
进一步研究了ASXL1基因被KO的T细胞的效应功能和自我更新能力。
过度表达ASXL1的T细胞在LCMV CL13感染后的效应反应高峰期，细胞频率显著降低，并且在感染后的第15天进一步减少，这表明ASXL1促进了CD8 T细胞的分化。
联合使用PD-L1阻断剂后发现，小鼠体内，ASXL1基因KO的T细胞有更多干细胞样亚群（Tim3-CD101-，CXCR3+CD27+，GzmB-TCF1+，GzmB-Ly108+），终末分化的细胞显著减少。发现含有ASXL1基因被KO的T细胞的小鼠在ICB存在的情况下病毒载量显著减少。
通过小鼠体内实验发现，ASXL1基因被KO的P14 T细胞在长期抗原暴露下不仅数量保持得更好，且在长期抗原暴露下更好地自我更新，而不影响其产生效应细胞的能力。
为了更深入地了解ASXL1基因打断后对Tpex（干性类似细胞）形成的影响，进一步分析了DNA甲基化、染色质可及性和组蛋白修饰等表观遗传机制。
DNA甲基化分析：
DNMT3A基因被切断的CD8 T细胞甲基化程度较低，而TET2基因甲基化程度较高；但是，ASXL1基因被切断的 T细胞与WT细胞相比，没有显著的DNA甲基化差异。
这些数据表明，ASXL1通过其他表观遗传机制而不是DNA甲基化来调节CD8 T细胞的分化。
染色质可及性分析（ATAC-seq）：
与DNA甲基化情况不同，基于染色质可及性，WT和ASXL1基因被切断的P14 CD8 T细胞表现出显著差异。
在WT和ASXL1基因被切断的P14细胞之间发现了超过5200个差异可及区域（DARs），其中大部分位于内含子和基因间区域。涉及T细胞激活和增殖的途径。
组蛋白修饰：
分析了组蛋白（DNA缠绕在其上的蛋白质）上的化学修饰时，他们发现在ASXL1基因被切断的T细胞中，某些组蛋白标记（如H3K4me3、H3K9ac和H3K27me3）的水平更高。
这些标记通常与基因活跃表达相关联。这意味着，ASXL1打断后，T细胞能够更好地维持一些重要的基因表达。
这些结果显示，ASXL1基因缺失后保留了与干性相关的组蛋白泛素化特征。具体来说，ASXL1通过调节染色质可及性，组蛋白修饰而非DNA甲基化来影响T细胞分化。
以上都是机制部分，那到底ASXL1基因缺失的T细胞对肿瘤免疫治疗效果如何呢？
实验设计
肿瘤模型：
Lewis肺癌细胞株表达GP33（LLC1-GP33）
黑色素瘤细胞株表达卵清蛋白（B16-OVA）
免疫抑制性黑色素瘤细胞株（B16F10）
T细胞回输：
在建立肿瘤模型后，将经过CRISPR编辑的T细胞受体（TCR）转基因CD8 T细胞（针对不同肿瘤抗原的T细胞）过继转移到肿瘤小鼠体内。
使用抗PD-L1抗体或安慰剂作为治疗手段。
实验结果
抗肿瘤效果：
ASXL1基因KO的CD8 T细胞在三种不同的肿瘤模型中均表现出更好的抗肿瘤效果，并延长了小鼠的生存期。
抗PD-L1抗体联合ASXL1基因KO的T细胞治疗效果优于野生型T细胞联合抗PD-L1抗体的治疗效果。
T细胞的分布：
在接种肿瘤后的第14天，ASXL1基因KO的T细胞在肿瘤和引流淋巴结中的频率和绝对数量均高于野生型T细胞。
这些T细胞表现出更高的TCF1表达和IFNγ产生，表明它们保留了更好的干细胞样状态和效应功能。
长时间观察：
在接种肿瘤后的第24天，ASXL1基因KO的T细胞在肿瘤和引流淋巴结中持续存在，并且保持了较高的TCF1表达和IFNγ产生，以及较低的Tim3、PD-1和Gzmb水平。
T细胞迁移：
使用fingolimod（FTY720）阻止T细胞从引流淋巴结迁移到肿瘤，证实了T细胞从淋巴结迁移到肿瘤对于抗肿瘤效果的重要性。
即使在阻止T细胞迁移的情况下，ASXL1基因KO的T细胞仍然表现出更好的肿瘤控制效果。
最后再上上价值升华一下，和临床关联
人类癌症患者的生存率：
分析临床数据库发现，接受抗PD-1或抗PD-L1治疗的癌症患者中，ASXL1表达水平低的患者总体生存率更高。
这些数据与小鼠实验的结果一致，表明ASXL1基因打断有助于提高生存率。
人类T细胞样本分析：
从接受抗PD-L1治疗的MDS患者中分离出PD-1lo和PD-1hi的CD4和CD8 T细胞，并分析ASXL1基因突变的变异等位基因频率（VAF）。
结果显示，在接受治疗后，ASXL1基因突变的频率显著增加，这表明ASXL1突变后提供了选择性生存优势。
总结下，该研究受到骨髓增生异常综合征（MDS）患者临床观察的启发，这些患者在接受免疫检查点抑制剂治疗后表现出显著的长期生存率。
研究人员识别出了与克隆性造血相关的表观遗传调控因子（Dnmt3a、Tet2和Asxl1），并在T细胞耗竭的实验模型中研究了这些因子的作用。
将这一机制扩展到癌症的过继细胞治疗中，研究发现敲除Asxl1基因可以使T细胞获得更好的治疗效果，并能够与免疫检查点阻断免疫治疗协同作用。这意味着，通过敲除Asxl1基因，T细胞不仅能够更好地维持其功能，而且还能增强免疫治疗的效果，从而为开发更有效的T细胞免疫疗法提供了新的思路。
所以说啊，你和CNS这些顶级期刊，只差了一双善于发现的眼睛。
参考文献：Tae Gun Kang et al.,Epigenetic regulators of clonal hematopoiesis control CD8 T cell stemness during immunotherapy.Science386,eadl4492(2024).DOI:10.1126/science.adl4492
