青科沙龙第143期 | Cell-肾癌中人类内源性逆转录病毒的解除抑制：对免疫治疗的启示

免疫检查点抑制剂（ICIs）通过特异性阻断CTLA-4、PD-1或PD-L1信号通路，在抑制肿瘤发生发展中发挥重要作用，现已成为多种恶性肿瘤的关键治疗手段。研究表明，肿瘤突变负荷（TMB）与ICIs疗效呈正相关，高TMB肿瘤因能产生大量新抗原而通常对ICIs治疗反应良好。然而，临床观察发现透明细胞肾细胞癌（ccRCC）呈现出独特的治疗反应特征：尽管其突变负荷相对较低，却对ICIs表现出显著的临床获益。这一矛盾现象提示ccRCC中可能存在尚未被充分认识的特异性抗原，其中内源性逆转录病毒（ERVs）备受关注。ERVs作为人类基因组的重要组成部分，约占基因组总量的8%，在正常生理状态下受到严格调控。在肿瘤发生过程中，由于表观遗传调控异常，ERVs往往被异常激活并翻译表达。研究表明，ccRCC中ERVs的表达水平显著高于其他肿瘤类型，且其表达水平与ICIs治疗效果呈显著正相关，这为解释ccRCC对ICIs的特殊敏感性提供了新的分子机制依据。

2025年2月28日，哈佛大学医学院Dana-Farber癌症研究所的诺贝尔奖得主William Kaelin、免疫疗法与癌症疫苗领域的先驱Catherine Wu，以及Broad研究所的蛋白质组学专家Steven Carr领导的研究团队（共同第一作者为蒋沁沁、David A. Braun和Karl R. Clauser）在《Cell》杂志发表了题为“HIF regulates multiple translated endogenous retroviruses: Implications for cancer immunotherapy”的研究论文，揭示了缺氧诱导因子（HIF）在ccRCC中通过调控ERVs表达来驱动肿瘤免疫原性的机制。研究发现，HIF转录因子可诱导多个ERVs的表达，并促进这些ERVs翻译成HLA结合的抗原肽，进而引发抗原特异性T细胞反应。这一发现为癌症免疫治疗提供了新的见解。

研究过程

二十多年前，美国国立卫生研究院（NIH）Richard Childs团队开展了一项具有里程碑意义的临床研究，他们在74例晚期肾癌患者中进行了异基因干细胞移植（allo-SCTs）治疗，结果显示近50%的患者对治疗产生应答，其中11.7%达到完全缓解（CR）。在机制探索中，研究人员发现一例完全缓解患者的供体来源T细胞能够特异性识别并杀伤表达ERV（ERVE-4）衍生抗原肽的肿瘤细胞。值得注意的是，ERVE-4在ccRCC中呈现特异性表达模式，且其表达受HIF2调控，这一发现为解释ERVE-4在ccRCC中的选择性上调提供了分子基础。基于这些突破性发现，研究人员提出ERVE-4可能只是HIF2调控网络中众多具有免疫原性ERVs的代表性成员之一。

为系统阐明HIF2α调控ERVs的分子机制，研究团队首先采用RNA测序（RNA-seq）和定量PCR（RT-qPCR）技术，在ccRCC细胞系（如786-O和A-498）中筛选鉴定出多个HIF2α响应的ERVs，包括ERVE-4、ERV3.2和ERV4700等。实验数据显示，这些ERVs的表达水平与HIF2α活性呈正相关：当HIF2α活性升高时，ERVs表达显著上调；而当HIF2α被抑制时，其表达则相应降低。为进一步揭示HIF2α调控ERVs的具体机制，研究人员结合染色质免疫共沉淀测序（ChIP-seq）分析，发现HIF2α可直接结合多个ERVs的启动子区域或邻近调控元件，表明其通过直接调控ERVs的转录起始来驱动其表达。此外，通过新生RNA测序（PRO-seq）实验，研究人员证实HIF2α能够在短时间内快速激活ERVs的转录活性，这为HIF2α在ccRCC中介导ERVs的转录调控提供了直接的实验证据。

为了验证这些HIF2α响应性ERVs是否能够被翻译并具有免疫原性，研究团队采用多核糖体测序（Polysome-seq）和HLA免疫沉淀/质谱分析（HLA-IP/MS）技术，成功鉴定出多个HIF2α响应性ERVs（如ERVE-4、ERV3.2和ERV4818）能够翻译生成HLA结合的抗原肽。这些抗原肽能够在ccRCC细胞表面有效呈递，并可能被T细胞特异性识别。同时，通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）和单细胞染色质可及性分析（scATAC-seq）技术，研究人员进一步证实这些ERVs主要在ccRCC肿瘤细胞中特异性表达，而在肿瘤浸润性免疫细胞中几乎不表达。

在临床转化研究方面，研究人员利用高灵敏度质谱技术从ccRCC患者样本中鉴定出22种来源于ERVs的HLA结合肽，其中部分肽段在ccRCC患者中呈现肿瘤特异性表达模式。通过ELISpot实验和小鼠模型验证，研究证实部分ERV衍生肽能够有效诱导T细胞免疫反应，提示其具有显著的免疫原性。特别值得注意的是，在异基因干细胞移植（allo-SCT）后达到完全缓解（CR）的患者中，其外周血单核细胞（PBMCs）对ERV衍生抗原肽的免疫反应显著增强，这一发现进一步支持了ERVs在ccRCC免疫治疗中的重要潜力。

此外，研究团队利用T-Scan平台对10例对ICIs治疗有应答的ccRCC患者的肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）进行了深入分析。结果显示，在VHL野生型或VHL状态不确定的肿瘤中，TILs对ERV衍生抗原肽几乎无反应；而在VHL突变的肿瘤中，多个ERV衍生肽（如ERVE-4和ERV4700来源的肽段）则表现出显著的免疫原性。这一重要发现揭示了VHL突变状态与ERV介导的肿瘤抗原性之间的内在联系，为ccRCC的精准免疫治疗提供了新的理论依据。

综上所述，本研究系统阐明了HIF2通过转录调控ERVs表达进而驱动ccRCC免疫原性的全新分子机制，并首次证实了ERV衍生的HLA结合肽段具有诱导特异性抗肿瘤免疫应答的潜力。这一重要发现不仅深化了我们对ccRCC免疫治疗敏感性的理解，更为开发新型免疫治疗策略提供了重要的理论依据。基于这些发现，未来可重点开发以下两类治疗策略：其一是主动免疫疗法，如开发靶向ERVs的个性化癌症疫苗；其二是基于TCR的过继免疫疗法，包括利用自体或异体T细胞表达异源ERV反应性TCR的细胞疗法，以及开发基于可溶性TCR模拟物的新型治疗药物，如免疫动员单克隆TCR（ImmTACs）和TCR模拟抗体等。这些创新性治疗策略的开发将为ccRCC及其他恶性肿瘤的免疫治疗开辟新的方向，具有重要的临床应用价值。

HIF regulates multiple translated endogenous retroviruses: Implications for cancer immunotherapy: Cell