综述 | 联合免疫疗法，肿瘤免疫治疗的未来！

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免疫系统是抵御癌症的主要防线，T细胞在肿瘤免疫监测中发挥着重要作用。肿瘤细胞已被证明能够逃逸肿瘤反应性T细胞的杀伤反应，部分原因是肿瘤微环境（TME）的免疫抑制特性。TME是一种高度异质的环境，由各种细胞类型和细胞外基质组成，它们影响癌症的发展和进展，以及对治疗的反应。癌症免疫学的最新进展有助于指导对抗肿瘤免疫逃逸机制的治疗策略，免疫检查点阻断（ICB）已成为一种有前途的治疗选择。
免疫检查点由几种抑制途径组成，这些途径对维持自我耐受和调节免疫反应至关重要。然而，癌细胞或免疫细胞上的抑制性配体触发这些检查点是癌症免疫抵抗的主要机制。为了克服这些条件，已经开发了免疫检查点阻断抗体来增强宿主对肿瘤的免疫活性。靶向细胞毒性T淋巴细胞抗原4（CTLA-4）、程序性细胞死亡-1（PD-1）和PD-1配体（PD-L1）的ICB已证明在多种肿瘤类型中具有临床疗效和持久反应。然而，由于各种不同的抵抗机制，仍有许多患者没有反应。ICB的预后和反应取决于TME的组成、肿瘤细胞的免疫原性和免疫细胞浸润的程度，所有这些也是决定联合治疗能否有效克服ICB耐药性的关键因素。因此，改善免疫治疗的结果需要针对TME中不同的免疫环境进行组合，而在Galon和Bruni的一项里程碑式的综述中，TME被分为四种类型：热、冷、免疫抑制和排除。然而如何克服不同TME亚型治疗耐药性的方法有待进一步研究。



近日，瑞士巴塞尔大学生物医学系癌症免疫学的研究团队在《Science Translational Medicine》杂志上发表了综述性的文章“Combination cancer immunotherapies: Emerging treatment strategies adapted to the tumor microenvironment”（联合癌症免疫疗法：适应肿瘤微环境的新兴治疗策略）。他们总结了过去三年关于肿瘤免疫微环境的最新进展，并重点介绍最近的进展和克服不同TME亚型治疗耐药性的新策略。



“热”肿瘤

具有“热”免疫环境的肿瘤的特征是高T细胞浸润、PD-L1表达、高肿瘤突变负荷（TMB）和干扰素-γ（IFN-γ）信号增强。高T细胞浸润部分归因于肿瘤内趋化因子的存在，包括C-C基序趋化因子5（CCL5）、C-X-C基序细胞趋化因子9（CXCL9）和CXCL10，有利于T细胞进入肿瘤。尽管T细胞能够浸润热肿瘤，但其作用可能受到多种机制的抑制，包括肿瘤抗原处理缺陷、肿瘤固有信号转导途径，如经典的WNT/β-连环蛋白途径，以及TME中的多种细胞和非细胞免疫抑制机制，包括T细胞耗竭。
高度浸润的TME的存在与晚期疾病患者对ICB的反应性提高有关。在过去的几年里，ICB已经成功地被引入肿瘤治疗当中，甚至已经作为黑色素瘤、膀胱癌和肺癌患者的辅助治疗。此外，越来越多的临床试验进一步证明了新辅助（术前）ICB的有效性，无论是作为单一疗法还是与化疗联合使用。在局部晚期黑色素瘤患者中，发现CTLA-4和PD-1联合阻断的病理完全反应可以预测局部晚期黑素瘤患者的无复发生存率。
增加肿瘤内T细胞数量和功能的另一个有希望的策略是体外扩增，然后进行过继细胞移植（TIL-ACT）。TIL-ACT在包括黑色素瘤和非小细胞肺癌（NSCLC）在内的转移性疾病患者中显示出持久的反应率。丰富更强大的T细胞亚群，以及肿瘤抗原或新抗原特异性T细胞的选择或扩增可以改善TIL-ACT。与其他免疫疗法结合可进一步改善TIL-ACT，一些试验正在测试PD-1阻断剂和TIL-AC联合治疗的疗效。特别是，具有驱动基因突变（包括表皮生长因子受体（EGFR）改变）的患者，通常对ICB单独或联合化疗有很大抵抗力，表现出异常的、潜在的长期反应，这突出了进一步研究的必要性。
尽管ICB在高TMB肿瘤中的疗效有所提高，但一些患者对治疗仍没有充分反应。耐药机制包括IFN-γ反应途径或抗原处理和呈递途径中突变的积累。尽管后者能使肿瘤从T细胞清除中逃逸，但这会导致自然杀伤（NK）细胞的识别能力提高。因此，用激活NK细胞的细胞因子（包括IL-12和IL-15）治疗可能对主要组织相容性复合物（MHC）缺陷肿瘤患者有治疗益处，目前正在多个临床试验中进行研究。

“免疫抑制”肿瘤

“免疫抑制”肿瘤表现出中等数量的浸润性T细胞，但有一种TME，尽管没有物理屏障，但它限制了免疫细胞的激活和进一步募集。肿瘤细胞通常通过多种机制进化出逃避免疫细胞的能力，如释放IL-10和转化生长因子-β（TGF-β），或招募Tregs和肿瘤相关巨噬细胞（TAM）。在这些肿瘤中，规避对经典的PD-（L）1定向免疫治疗的耐药性的一种选择可能是靶向TME内的其他抑制途径，包括淋巴细胞活化基因3（LAG3）、T细胞免疫受体与免疫球蛋白和免疫受体酪氨酸基抑制基序域（TIGIT），或唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素（Siglec）家族。
LAG3和TIGIT是已知的抑制性受体，可预防自身免疫的发生。肿瘤中持续的抗原暴露可导致免疫细胞上这些受体的持续共表达，导致功能减弱。在多个体内模型中，单独抑制这些受体提供了最小的反应，而抗PD-1的双重阻断导致T细胞耗竭减少和抗肿瘤免疫提高。
癌细胞代谢能够消耗TME中免疫细胞的必需营养素，并通过代谢产物的积累进一步抑制免疫细胞的功能，包括尿氨酸、腺苷或乳酸盐。在过去的几年中，已经发现了进一步的代谢免疫逃避机制，这使得研究人员能够对抗代谢抑制性TME，例如通过抑制肿瘤相关的甲硫氨酸转运体SLC43A2，或通过PRODH2过度表达加强嵌合抗原受体（CAR）T细胞中的脯氨酸生物合成。最近发现的一种肿瘤脂质代谢、铁细胞凋亡和T细胞衍生的IFN-γ之间的联系表明，代谢如何复杂地参与免疫细胞与肿瘤细胞的相互作用。值得注意的是，IL-10 Fc融合蛋白通过增强氧化磷酸化对耗尽的T细胞进行代谢重编程，从而提高抗肿瘤免疫。这些最近的发现突出表明，癌症免疫治疗中的代谢干预需要在临床试验中进行进一步测试。



“冷”肿瘤

“冷”肿瘤的特征是T细胞浸润差、TMB低、MHC低表达和PD-L1低表达。先前存在的免疫浸润的缺乏阻碍了使用标准免疫疗法诱导临床反应，并且可能需要开发新的组合策略来实现相关的治疗。
即使缺乏足够的内源性T细胞浸润，CAR T细胞疗法仍有望靶向广泛的肿瘤，这一方法已在其他很多肿瘤中得到运用。由于冷肿瘤可以被巨噬细胞穿透，最近的临床试验研究了基因工程人类巨噬细胞与CAR的结合，以提高其对肿瘤的吞噬活性。这些CAR巨噬细胞（CAR-Ms）在人源化小鼠模型中表现出抗原特异性肿瘤吞噬作用，并诱导促炎性TME，进而增强抗肿瘤T细胞活性。因此，这些发现支持CAR-M疗法作为诱导抗肿瘤免疫反应的潜在治疗选择。除巨噬细胞外，NK细胞已被研究为工程化ACT的来源。生产CAR NK细胞可以避免对自体来源的需求，并拓宽异基因来源的制造选择，包括健康供体、脐带血或诱导的多能干细胞。
新出现的证据表明，只有少数肿瘤内T细胞识别癌症相关抗原，但“旁观者”T细胞数量丰富。因此，增强抗肿瘤反应的另一种选择是使用识别肿瘤细胞和T细胞上的刺激性CD3受体的双特异性构建体来激活T细胞，这可能导致癌细胞的裂解。先前的研究确定，肿瘤内的预处理T细胞密度是有效T细胞参与治疗的关键决定因素，因此限制了其在T细胞浸润不良的冷肿瘤中的疗效。然而，联合使用ICB抗体可能会克服对这种治疗的抵抗力。
mRNA疫苗是癌症免疫治疗的另一个有前景的平台，因为它们能够在抗原呈递细胞（APC）上表达肿瘤抗原，同时刺激它们促进免疫反应。治疗冷肿瘤的临床相关策略是使用标准护理化疗或放疗，这也可能通过多种机制促进抗肿瘤免疫，包括免疫原性细胞死亡（ICD）、抗血管生成和免疫抑制细胞的耗尽。同时，该治疗可减少肿瘤质量，并可能导致肿瘤抗原呈递以及刺激树突状细胞（DC）。在过去的几年中，几种肿瘤靶向抗体药物缀合物（ADC）已获得批准，如用于胃癌和乳腺癌的HER2靶向拓扑异构酶抑制剂曲妥珠单抗-德鲁士替康、用于泌尿生殖道癌的Nectin-4靶向微管抑制剂恩福妥单抗-维多汀以及用于宫颈癌的抗组织因子ADC-蒂索妥单抗维多汀。这些化合物被批准作为预治疗晚期癌症患者的单一疗法，但与检查点阻断的潜在协同作用尚待确定。

“排除”肿瘤

在“排除”肿瘤中，T细胞和其他效应细胞在侵袭边缘聚集，但无法有效地渗透到肿瘤中。肿瘤细胞形成基质屏障，促进血管生成，并嵌入免疫抑制性TME，包括缺氧和代谢耗竭。排除的肿瘤通常含有几种促血管生成生长因子，包括血管内皮生长因子A（VEGFA），它们促进免疫抑制细胞和功能失调血管的积累，同时限制T细胞浸润。在过去的几年中，几种靶向血管生成的酪氨酸激酶抑制剂的免疫治疗组合在肾细胞癌、肝细胞癌和非小细胞肺癌中表现出了显著的疗效，并获得了批准。
肿瘤硬度和胶原蛋白密度是免疫排斥肿瘤生态位的重要组成部分。在过去的几年里，实验证据表明，抑制胶原稳定性和胶原沉积可以改善T细胞浸润和对抗PD-（L）1治疗的反应。此外，使用LAIR2诱饵受体通过白细胞相关的IL样受体1（LAIR1）抑制T细胞对胶原的识别，为增强免疫治疗反应提供了一种潜在的治疗方法。基质胶原蛋白也可以被劫持以靶向免疫治疗，如ICB或细胞因子进入肿瘤块，从而降低全身毒性。尽管这些方法值得进一步研究，但仍缺乏临床证据或此类组合。
除了物理屏障外，缺乏免疫细胞募集趋化因子的TME可以阻止抗肿瘤免疫反应的诱导。该研究小组最近表明，在肿瘤模型中，产生CCL5的肿瘤内NK细胞亚群有助于PD-1阻断或IL-12递送后的肿瘤控制，同时使用CCL5编码腺病毒载体可以克服耐药性。这些发现保证了未来的临床试验，以测试在排除的肿瘤中趋化因子与检查点抑制剂或其他免疫疗法的组合。
表观遗传失调是肿瘤细胞通过沉默MHC表达或细胞因子信号基因来避免免疫识别的另一种机制。例如，ARID1A的突变可能导致EZH2介导的肿瘤细胞IFN信号和趋化因子分泌的抑制，从而阻止有效的ICB。利用这些发现，包括DNA甲基转移酶抑制剂和组蛋白脱乙酰酶HDAC家族在内的表观遗传调节剂正在与免疫疗法结合进行积极的临床研究，以增强治疗反应。



总而言之，为了推进实体瘤患者免疫治疗的进一步发展，该研究团队提出了关键的需要实现的几个要求：1. 提高对给定TME的各种特性的理解，包括细胞组成、细胞间相互作用和细胞外基质。2. 通过精细技术（包括体外药物测试）对患者进行准确分层。3. 适合每个患者肿瘤和TME的个体特征的个性化治疗策略。因此，研究当前和未来免疫疗法的细胞和分子反应，尤其是TME，对于选择靶点和设计有效的联合疗法至关重要。
在过去几年中，研究者对TME和免疫细胞之间复杂关系的理解有了实质性的发展。这些新的见解支持了对可预测免疫治疗反应的生物标志物的潜在未来候选物的研究。随着对TME复杂性的更好理解和新技术的发展，将出现新的机会来对抗免疫治疗耐药性并延长患者的生存期。