癌癥免疫循環(huán)中腫瘤的免疫逃逸機(jī)制和治療方法
前言
免疫檢查點(diǎn)抑制劑的應(yīng)用(ICIs)徹底改變了各種癌癥的治療模式。然而,盡管在一些癌癥患者中取得了成功,但仍有相當(dāng)一部分患者對(duì)免疫檢查點(diǎn)抑制劑沒(méi)有反應(yīng)。一個(gè)正常的癌癥免疫循環(huán)是對(duì)免疫檢查點(diǎn)抑制劑做出具有臨床響應(yīng)的先決條件。只有當(dāng)循環(huán)的每一步都被激活并正常運(yùn)行時(shí),免疫檢查點(diǎn)抑制劑才會(huì)誘導(dǎo)有意義的免疫反應(yīng)。
然而,激活的癌癥免疫循環(huán)可能并不平等地存在于每個(gè)患者和癌癥類型中。理想情況下,治療應(yīng)考慮癌癥免疫循環(huán)的每一個(gè)步驟,并提供個(gè)性化的治療方法,從而適應(yīng)個(gè)別患者特定癌癥免疫循環(huán)的功能障礙。
癌癥免疫循環(huán)
癌癥免疫循環(huán)包括啟動(dòng)臨床有效的T細(xì)胞介導(dǎo)免疫應(yīng)答的幾個(gè)步驟:
腫瘤細(xì)胞釋放抗原
抗原提呈細(xì)胞(APC)的抗原攝取
通過(guò)淋巴管系統(tǒng)將APCs運(yùn)送至局部淋巴結(jié)
抗原呈遞給局部淋巴結(jié)中的幼稚T細(xì)胞
局部淋巴結(jié)中T細(xì)胞的激活
T細(xì)胞通過(guò)血流到達(dá)局部腫瘤部位
腫瘤微環(huán)境中T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答
癌癥免疫循環(huán)的所有步驟都需要正常運(yùn)作,以產(chǎn)生有效的免疫反應(yīng)。在癌癥患者中,癌癥免疫循環(huán)可能受損,中間步驟產(chǎn)生障礙,并導(dǎo)致抗腫瘤免疫缺陷,從而引起癌癥的發(fā)生和進(jìn)展。
腫瘤抗原釋放缺陷
作為癌癥免疫循環(huán)的第一步,必須從死亡的腫瘤細(xì)胞中釋放腫瘤特異性抗原。腫瘤特異性抗原在腫瘤細(xì)胞壞死或凋亡后釋放,此外,抗原必須由APC捕獲,主要是樹突狀細(xì)胞(DC),并運(yùn)輸?shù)骄植苛馨徒Y(jié),將抗原呈遞到幼稚T細(xì)胞,從而啟動(dòng)T細(xì)胞。
在沒(méi)有死亡腫瘤細(xì)胞的情況下,無(wú)效的抗原釋放將阻止有效的抗原呈遞和癌癥免疫循環(huán)的進(jìn)一步發(fā)展,從而導(dǎo)致T細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的無(wú)效識(shí)別。因此,如果沒(méi)有抗原從腫瘤細(xì)胞釋放,則不會(huì)產(chǎn)生T細(xì)胞攻擊形式的免疫反應(yīng)。這樣,誘導(dǎo)癌細(xì)胞死亡的完整癌癥免疫循環(huán)將重新開始,釋放額外的腫瘤相關(guān)抗原,這將進(jìn)一步重新啟動(dòng)癌癥免疫循環(huán),并加深腫瘤特異性T細(xì)胞反應(yīng)。
經(jīng)常觀察到的高TMB與ICI反應(yīng)之間的相關(guān)性,可以解釋為在存在高突變負(fù)擔(dān)的情況下,腫瘤新抗原的可用性更高。因此TMB越高,對(duì)ICI治療的反應(yīng)率越高。此外,抗原的結(jié)構(gòu),特別是抗原呈遞機(jī)制,也會(huì)影響它們是否被APC吸收,人類白細(xì)胞抗原(HLA)結(jié)合能力會(huì)影響這一特定過(guò)程。因此,另一種免疫逃避模式是通過(guò)HLA成分β2微球蛋白的獲得性突變或HLA等位基因的丟失分裂抗原提呈系統(tǒng),導(dǎo)致抗原提呈和T細(xì)胞識(shí)別受限。
在治療上,癌癥疫苗接種是克服抗原釋放和呈遞不足的一種可能策略,目前正在廣泛研究中。到目前為止,疫苗在原位癌或微小殘留疾病中顯示出一些臨床益處。此外,聯(lián)合化療和/或放療可能由于誘導(dǎo)凋亡/壞死而誘導(dǎo)腫瘤抗原的可用性。因此,化療和ICI聯(lián)合治療在臨床上比ICI單獨(dú)治療更有效。目前正在廣泛研究聯(lián)合化療、放療或其他疫苗接種策略的實(shí)施。
此外,其他新型免疫調(diào)節(jié)療法如組蛋白去乙;福℉DAC)抑制劑,其已被確定可增加PD-L1、主要組織相容性復(fù)合體(MHC)I/II類分子的表達(dá)以及癌癥種系突變,從而提高基于抗原的腫瘤免疫原性。HDAC抑制劑已在B細(xì)胞淋巴瘤等血液系統(tǒng)惡性腫瘤中顯示出有臨床意義的結(jié)果,目前正在研究與ICI的組合,以促進(jìn)免疫反應(yīng),并可能在實(shí)體瘤中顯示療效。
局部淋巴結(jié)T細(xì)胞啟動(dòng)受損
向幼稚T細(xì)胞呈遞腫瘤特異性抗原會(huì)觸發(fā)效應(yīng)T細(xì)胞的啟動(dòng)和激活。重要的是,效應(yīng)性T細(xì)胞和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的分布對(duì)免疫反應(yīng)的有效性有著至關(guān)重要的影響。由于大多數(shù)腫瘤抗原來(lái)源于自身抗原,因此腫瘤特異性抗原可能無(wú)法被APC或T細(xì)胞充分識(shí)別為“外來(lái)”抗原,這將導(dǎo)致調(diào)節(jié)性T細(xì)胞而不是效應(yīng)性T細(xì)胞的啟動(dòng)和激活。因此,這一過(guò)程必須伴隨免疫原性信號(hào),如促炎細(xì)胞因子(如IL-1、IFN-α、TNF-α)和共刺激因子(如CD27、OX40),以促進(jìn)免疫,而不是導(dǎo)致對(duì)特定抗原的耐受。
此外,在局部淋巴結(jié)內(nèi),每個(gè)成熟T細(xì)胞的匹配T細(xì)胞受體(TCR)必須被激活。如果不存在匹配,也就是說(shuō),由于TCR序列多樣性較低,則不會(huì)產(chǎn)生免疫反應(yīng)。此外,免疫檢查點(diǎn)阻斷已表明會(huì)影響TCR基因庫(kù)的多樣性,從而在癌癥免疫循環(huán)的這一特定階段提高抗腫瘤免疫。腫瘤抗原-MHC復(fù)合物與TCR之間的親和力在激活抗腫瘤活性中也起著重要作用。
過(guò)繼性T細(xì)胞治療是一種潛在的治療方法,通過(guò)將轉(zhuǎn)基因自體T細(xì)胞重新輸入到患者體內(nèi),來(lái)克服效應(yīng)T細(xì)胞活化不足的問(wèn)題。以腫瘤表面抗原為靶點(diǎn)的嵌合抗原受體(CAR)T細(xì)胞在血液系統(tǒng)惡性腫瘤中已顯示出顯著的臨床益處。靶向重組抗原特異性TCR的類似方法正在研究中。
雙特異性或三特異性T細(xì)胞接合器(BiTE,TriTE)是內(nèi)源性細(xì)胞毒性T細(xì)胞和癌細(xì)胞表達(dá)的抗原之間的連接體,細(xì)胞毒性T細(xì)胞和癌抗原的連續(xù)結(jié)合導(dǎo)致T細(xì)胞增殖,增強(qiáng)T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng),并增加腫瘤特異性。目前,上百種雙特異性T細(xì)胞結(jié)合器正在I–III期臨床試驗(yàn)中進(jìn)行臨床研究。此外,與T細(xì)胞啟動(dòng)和激活有關(guān)的細(xì)胞因子和共刺激因子也可以作為治療靶點(diǎn)。
局部淋巴結(jié)中發(fā)生的另一個(gè)重要免疫逃逸機(jī)制是通過(guò)額外的抑制性免疫檢查點(diǎn)來(lái)控制T細(xì)胞的激活。CTLA-4抑制抗體ipilimumab可阻斷CTLA-4,從而阻止其配體CD80和CD86在局部淋巴結(jié)中的相互作用。因此,T細(xì)胞激活的負(fù)調(diào)控和抑制被阻斷,導(dǎo)致T細(xì)胞的擴(kuò)增。
抑制血循環(huán)中腫瘤特異性T細(xì)胞的系統(tǒng)性因素
激活的效應(yīng)T細(xì)胞必須通過(guò)血液循環(huán)到達(dá)局部腫瘤部位。然而,血流中的因素可能會(huì)影響活化T細(xì)胞的可持續(xù)性。由于癌癥介導(dǎo)的骨髓生成,循環(huán)中中性粒細(xì)胞會(huì)增加。中性粒細(xì)胞可以通過(guò)分泌精氨酸酶、一氧化氮合酶(NOS)和吞噬相關(guān)氧化酶(PHOX)等抑制因子來(lái)抑制T細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤反應(yīng),這些抑制因子進(jìn)一步產(chǎn)生活性氧(ROS)并抑制T細(xì)胞活化。升高的全身炎癥標(biāo)志物,例如中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞比率(NLR)和急性期蛋白C反應(yīng)蛋白(CRP)與較低的實(shí)體癌的治療反應(yīng)和總體生存率相關(guān)。
因此,抑制促炎細(xì)胞因子可能是增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng)的一種可能途徑。據(jù)報(bào)道,在臨床前研究中,IL-6的抑制對(duì)抗PD-L1治療的療效有有益影響,目前IL-6抑制劑與抗PD-1聯(lián)合治療的I-II期臨床試驗(yàn)(NCT04191421)正在進(jìn)行中。此外,抗IL-1β抗體canakinumab,正在NSCLC患者中進(jìn)行聯(lián)合抗PD-1治療的臨床試驗(yàn)(NCT03631199)。總之,全身炎癥分子的許多靶點(diǎn)正在進(jìn)行臨床前和臨床研究,并可能在未來(lái)的免疫治療中得到應(yīng)用。
局部腫瘤微環(huán)境中的免疫抑制信號(hào)
在局部腫瘤微環(huán)境中,血管結(jié)構(gòu)的組成和細(xì)胞因子梯度影響T細(xì)胞歸巢的效果,進(jìn)而影響抗腫瘤免疫反應(yīng)。病理組成和激活的內(nèi)皮細(xì)胞被證明會(huì)阻礙T細(xì)胞的有效流入。一旦到達(dá)局部腫瘤微環(huán)境,腫瘤特異性激活的T細(xì)胞面臨多種免疫抑制因子。腫瘤細(xì)胞本身或腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞可表達(dá)免疫檢查點(diǎn),如PD-1/PD-L1、LAG-3、TIM3和TIGIT等,抑制免疫反應(yīng)。
此外,腫瘤細(xì)胞釋放的免疫調(diào)節(jié)分子,如吲哚胺2,3-雙加氧酶(IDO)以及細(xì)胞因子(即IL-6、IL-10、TGF-β),可以阻止有效的T細(xì)胞作用,甚至產(chǎn)生腫瘤內(nèi)T細(xì)胞耗竭。腫瘤微環(huán)境中的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞、髓源性抑制細(xì)胞(MDSCs)以及腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞,特別是M2型巨噬細(xì)胞,可以增加免疫抑制和腫瘤細(xì)胞的逃避。
目前,聯(lián)合治療具有解決針對(duì)免疫微環(huán)境抑制腫瘤免疫疫逃避的潛力。聯(lián)合化療有可能增加腫瘤細(xì)胞上PD-L1的表達(dá),從而提高對(duì)PD-1軸ICI治療的反應(yīng)潛力。此外,除了化療,血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)與抗血管生成藥物(如貝伐單抗或VEGF靶向TKIs)的聯(lián)合抑制可能通過(guò)促進(jìn)T細(xì)胞浸潤(rùn)到腫瘤微環(huán)境中來(lái)潛在地增強(qiáng)抗PD-1阻斷劑的抗腫瘤免疫反應(yīng),目前正在研究中(NCT03396926,NCT04879368)。
靶向Wnt/β-catenin信號(hào)通路結(jié)合PD-1靶向ICI被認(rèn)為可以改善T細(xì)胞啟動(dòng)和T細(xì)胞向腫瘤微環(huán)境的浸潤(rùn),因?yàn)閃nt/β-catenin通路與樹突狀細(xì)胞、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞以及調(diào)節(jié)性T細(xì)胞浸潤(rùn)調(diào)節(jié)有關(guān),其在早期臨床試驗(yàn)中進(jìn)行了測(cè)試(NCT01351103)。此外,免疫抑制性細(xì)胞因子也可以特異性靶向,如針對(duì)IDO(NCT03854032、NCT03915405)、IL-6/IL-6R(NCT04191421、NCT04691817)、IL-10(NCT03382912、NCT02009449)和TGF-β(NCT04429542),作為晚期實(shí)體癌的聯(lián)合免疫療法。
PD-1/PD-L1抑制劑聯(lián)合抑制DNA損傷修復(fù)(DDR)途徑的方法,如聚ADP-核糖聚合酶(PARP)抑制劑或循環(huán)蛋白依賴性激酶4/6(CDK4/6)抑制劑也是一種途徑。因?yàn)楣δ苁д{(diào)的DDR被認(rèn)為在激活宿主免疫系統(tǒng)中發(fā)揮作用。例如,PARP抑制劑可以通過(guò)激活STING途徑增強(qiáng)抗腫瘤免疫,從而增加趨化因子的募集,并進(jìn)一步誘導(dǎo)細(xì)胞毒性T細(xì)胞功能。
此外,腫瘤炎癥微環(huán)境中的其他細(xì)胞類型,如MDSCs、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞以及腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞,也可以靶向治療,可能會(huì)改善產(chǎn)生的抗腫瘤免疫反應(yīng)。
小結(jié)
癌癥免疫循環(huán)的所有步驟都可能表現(xiàn)出功能受損,導(dǎo)致無(wú)效的中間過(guò)程,從而降低腫瘤特異性免疫反應(yīng)。事實(shí)上,免疫逃逸和抵抗機(jī)制可能會(huì)導(dǎo)致無(wú)效的ICI阻斷療法。因此,需要針對(duì)地解決癌癥免疫循環(huán)幾個(gè)步驟中可能發(fā)生的功能障礙。個(gè)性化的生物標(biāo)志物方法有助于識(shí)別特定患者的免疫循環(huán)障礙,從而采用有針對(duì)性的聯(lián)合治療。目前,許多有前途的新型免疫調(diào)節(jié)療法的治療策略以及它們的組合目前正在臨床中進(jìn)行研究,有可能在癌癥患者中實(shí)現(xiàn)有意義的免疫應(yīng)答。
總之,在未來(lái),需要全面了解患者免疫系統(tǒng)與癌細(xì)胞之間獨(dú)特的相互作用以及特定的潛在免疫逃逸機(jī)制,以指導(dǎo)癌癥患者的個(gè)性化免疫治療選擇。
參考文獻(xiàn):
1.Immune escape mechanisms and therapeuticapproaches in cancer: the cancer-immunity cycle. Ther Adv Med Oncol. 2022;14: 17588359221096219.
原文標(biāo)題 : 癌癥免疫循環(huán)中腫瘤的免疫逃逸機(jī)制和治療方法
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