探索熱門分子的臨床意義，永遠不過時
因為疫情閒置在家的碩博士都在幹嘛，焦慮心慌地等待開學？閉關的日子文獻讀了嗎？
眼看著疫情形勢積極向好，開學應該也不遠了，趁著最後幾天趕緊讀讀文獻吧。
熟悉免疫的同學都知道TOX是耗竭T細胞的關鍵分子，尤其是去年六月份，Nature 主刊和子刊同時發表了4篇研究型論文，均是圍繞TOX分子和耗竭T細胞。
T細胞耗竭是T細胞處於抗原長期刺激下出現細胞因子逐漸喪失、高表達抑制性受體、代謝改變、增殖潛力和生存能力下降等特徵的過程。
這些頂級期刊研究表明TOX是耗竭T細胞分化發育的主要調控分子，可以從轉錄水平和表觀遺傳學水平上啟動並主導耗竭T細胞的分化發育。
當環境中的抗原無法被清除時，TOX調節了T細胞介導的病毒控制和免疫反應之間的平衡，防止了T細胞因過度激活而引起的細胞死亡。
緊接著去年年底免疫權威雜誌發文揭示轉錄因子Tox2在Tfh細胞（濾泡輔助T細胞）分化中起重要作用。
而最近又有一篇關於TOX和耗竭T細胞的文章，分數還不低，發在Genome Medicine上。
乍一看題目，TOX是耗竭T細胞的促進因子，這不是炒冷飯嗎？那我們來看看這個冷飯怎麼炒出10分的。
首先，作者基於GSE數據庫中的樣本數據，其中包括17個黑素瘤和14個非小細胞肺癌，進行數據挖掘。
為了更好地分析，他們將腫瘤浸潤CD8+T細胞基於PD-1（由PDCD-1編碼）表達水平分成兩個亞群，即高表達組和低表達組，而這兩個組的基因表達差異也與耗竭T細胞密切相關。
且PDCD1高和PDCD1低亞群在每個患者的細胞分佈上都沒有嚴重的偏倚，這表明觀察到的差異表達不是基於患者的特異性效應。
通過單細胞轉錄本分析分別在黑色素瘤和非小細胞癌表達譜中確定一些差異表達的分子。
結合先前報道與耗竭T細胞相關的分子，最終發現TOX分子在這兩種腫瘤中均被確定，且TOX高表達的分佈趨勢與PD-1高表達及免疫檢查點高表達分佈趨勢一致。
接下來作者假設，如果TOX促進T細胞衰竭，那麼TOX在效應T細胞向耗竭T細胞轉化過程中的表達動態應該與效應T細胞向記憶T細胞轉化過程中的表達動態不同。
為了驗證這個假設，作者利用單細胞軌跡擬時分析，結果顯示三種單細胞運動軌跡均顯著富集，免疫檢查點基因的表達增強與耗竭相關，同時TOX的表達也表現出相同的趨勢，揭示腫瘤中TOX的表達與CD8+T細胞衰竭的嚴重程度有關。
除了現有的數據庫，這篇文章也有臨床樣本。
他們招募了35例非小細胞肺癌患者和15例頭頸部鱗狀細胞癌患者，與數據庫的結果一樣，在這兩種腫瘤中，腫瘤浸潤CD8T細胞中TOX的表達與免疫檢查點分子的表達呈正相關。
在小鼠的結腸癌模型中，同樣檢測到腫瘤浸潤CD8T細胞中TOX分子的表達與耗竭T細胞呈正相關。
反觀一些被報道與耗竭T細胞相關的轉錄因子，它們在腫瘤浸潤CD8T細胞中的表達並非都和PD-1的表達呈正相關。這些結果表明在與耗竭T細胞相關的轉錄因子中，TOX是唯一與PD-1表達呈正相關的分子。
既然TOX的表達與耗竭T細胞呈正相關，那麼失去TOX會怎麼樣呢？
作者將TOXsiRNA體外轉染到非小細胞肺癌腫瘤浸潤淋巴細胞中，結果表明敲低TOX導致腫瘤浸潤淋巴細胞免疫檢查點分子的低表達，且增強了效應分子的分泌，包括IFN-γ and TNF-α。
說明通過TOX敲低，腫瘤浸潤CD8T細胞的抗腫瘤功能能夠恢復T。
基於以上的結果，作者們認為或許TOX的表達可以作為腫瘤治療的臨床指標。
從TCGA生存數據分析看，T細胞中TOX低表達與總體生存率提高相關，這不僅是體現在黑色素瘤，肺腺癌肺鱗狀細胞癌都有一樣的相關性，這表明腫瘤浸潤T細胞的TOX表達水平可以作為腫瘤患者的生存預測指標。
在腫瘤的臨床診治中，PD-1抗體治療的無應答一直是難題，如果知道應答與不應答之間的差異與相應機制，或許能為臨床上不響應現有免疫檢查點抑制劑藥物病人的治療帶來新的思路。
通過RNA-seq及臨床數據發現腫瘤浸潤T細胞的TOX表達與抗PD-1免疫治療反應呈負相關，並且對於PD-1抗體有應答患者腫瘤浸潤淋巴細胞中TOX的表達明顯低於無應答者，這也表明TOX的表達水平對於臨床上PD-1抗體治療是否響應也是一個很好的指標。
縱觀整個文章，前面大部分均基於單細胞分析，闡述TOX與耗竭T細胞的關係，與之前的研究並無太大的差異。
而最後的TOX表達作為生存狀況和響應PD-1抗體治療的指標，可以說是點睛之筆，畢竟回到臨床，才能解決真正實際的問題。
小夥伴們也不難看出，前面的頂級研究將TOX參與耗竭T細胞轉錄組及表觀基因組變化的調控機制闡述地已經完整了。
而我們真正最終的目的也是希望用調控機制來解決臨床問題。
所以當遇到這種熱點分子，或者與別的研究團隊撞了同一個熱點分子，往實際應用開展，解決臨床上的問題，或許會有不一樣的收穫。
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參考文獻：
Single-cell transcriptome analysis reveals TOX as a promoting factor for T cell exhaustion and a predictor for anti-PD-1 responses in human cancer
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