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腫瘤對免疫檢查點阻斷的固有抗性
2020-04-03 訪問次數(shù):3541

? ? ?? 來源:聯(lián)川基因

Abstract

? ?? “腫瘤免疫檢查點阻斷”是指使用治療性抗體,破壞負免疫調(diào)節(jié)檢查點,并激活預(yù)先存在的抗腫瘤免疫反應(yīng)。通過靶向幾種檢查點分子,如細胞毒性T淋巴細胞抗原4 (CTLA4)、程序性細胞死亡蛋白-1 (PD1)和PD1配體1 (PD-L1)的抗體已經(jīng)在臨床上取得了初步成功,鑒于此,美國食品和藥物管理局(FDA)批準了幾種癌癥類型的多藥制劑。然而,臨床醫(yī)生仍然只有非常有限的工具來區(qū)分那些對治療有反應(yīng)和沒有反應(yīng)的患者。而且越來越多的臨床證據(jù)表明,相當比例的最初反應(yīng)者最終在數(shù)月或數(shù)年后復(fù)發(fā),出現(xiàn)致命的耐藥性疾病。這激起了一波研究腫瘤對免疫檢查點阻斷的內(nèi)在抵抗的分子機制的浪潮,導(dǎo)致抗腫瘤免疫的關(guān)鍵生物學(xué)過程的重新發(fā)現(xiàn),即干擾素信號和抗原遞呈。其他的研究努力闡明常規(guī)的影響癌癥的免疫信號通路,如WNT-β-catenin信號、細胞周期調(diào)控信號,絲裂原激活蛋白激酶信號和腫瘤抑制基因PTEN失活的途徑。這篇2020年1月發(fā)表于《Nat Rev Immunol》的文章回顧了這些耐藥的分子機制,以及免疫耐受微環(huán)境形成的生物學(xué)過程,并探索正在進行的方法來克服對免疫檢查點抑制劑的耐藥性,并擴大可受益于免疫檢查點抑制劑的患者的范圍。

Introduction

? ? ?? 癌癥免疫治療是利用人類免疫系統(tǒng)的細胞毒性潛能,特別是腫瘤特異性細胞毒性T細胞來治療惡性腫瘤的一種策略。在不同類型的癌癥免疫治療中,免疫檢查點阻斷的影響最為廣泛,有幾種針對細胞毒性T淋巴細胞抗原4 (CTLA4)或程序性細胞死亡1 (PD1)和配體1 (PD-L1)的抗體被批準用于多種不同的癌癥。大量針對其他假定的免疫檢查點(如LAG3、TIGIT、TIM3、B7H3、CD39、CD73和腺苷A2A受體)的抗體和小分子干擾腫瘤細胞與T細胞、髓細胞與T細胞之間的負調(diào)控,正處于臨床和臨床前的研究中。
? ? ?? 患者內(nèi)在因素(如年齡、性別、HLA基因型和基因多態(tài)性),腫瘤內(nèi)在因素(如宿主免疫系統(tǒng)和腫瘤基質(zhì))和環(huán)境因素(如腸道微生物群)都可能導(dǎo)致免疫檢查點阻斷的成功或失敗。然而,腫瘤細胞內(nèi)在因素(這里定義為腫瘤內(nèi)在因素),與腫瘤細胞本身的遺傳、轉(zhuǎn)錄或功能特征有關(guān),是對藥物敏感和耐藥的主要決定因素。腫瘤內(nèi)在因素的重要性反映在不同組織學(xué)類型的免疫檢查點阻斷反應(yīng)率的廣泛差異,以及具有相似分子和遺傳特征的腫瘤的高反應(yīng)率(例如,微衛(wèi)星不穩(wěn)定性)。這些腫瘤的內(nèi)在因素也會影響一些腫瘤細胞的外在因素(如宿主免疫系統(tǒng)和腫瘤相關(guān)基質(zhì))參與腫瘤治療臨床耐藥。
? ? ?? 在這篇綜述中,作者著重于腫瘤的內(nèi)在因素對免疫檢查點阻斷的耐藥性。并回顧了腫瘤對免疫檢查點阻斷反應(yīng)的免疫學(xué)基礎(chǔ),重點介紹了關(guān)鍵的生物標志物,并討論了這些標志物是如何反映促進對免疫檢查點阻斷反應(yīng)的腫瘤內(nèi)在因素的。同時,作者研究腫瘤固有缺陷導(dǎo)致免疫檢查點阻斷的機制,并強調(diào)現(xiàn)有的和正在出現(xiàn)的克服腫瘤固有耐藥機制的方法。
一、腫瘤內(nèi)在的抗性機制

? ? ?? 決定自然產(chǎn)生的抗腫瘤T細胞反應(yīng)的誘導(dǎo)和維持的因素是復(fù)雜的。腫瘤細胞自身固有的特征,如腫瘤細胞突變譜,干擾素信號通路的功能,抗原遞呈分子的表達和免疫逃逸的致癌信號通路等,都會影響T細胞對腫瘤微環(huán)境的啟動、活化和募集,這個過程是在免疫檢查點阻斷的情況下,對免疫應(yīng)答所必要的。同樣地,對免疫檢查點阻斷的抵抗力可能是由這些關(guān)鍵腫瘤特征的破壞所引起的,可以通過預(yù)防從頭進行的抗腫瘤免疫反應(yīng)或通過抵消正在進行的抗腫瘤反應(yīng)來實現(xiàn)。

二、腫瘤的抗原性不足

? ? ?? 多項研究表明,腫瘤新抗原有可能成為抗腫瘤免疫的有效靶標,而且突變負荷與跨惡性腫瘤對免疫檢查點阻滯的反應(yīng)之間存在相關(guān)性。在對抗CTLA4免疫檢查點阻斷有反應(yīng)的患者中,已顯示對特定腫瘤新抗原具有特異性的T細胞先前已存在于腫瘤微環(huán)境中,并在抗CTLA4療法的反應(yīng)下擴增。在小鼠甲基膽堿誘發(fā)的肉瘤模型中,針對新抗原的T細胞可擴展并獲得抗腫瘤功能,以應(yīng)對免疫檢查點阻斷。在沒有免疫檢查點阻斷的情況下,甚至可以在腫瘤微環(huán)境中檢測到強新抗原特異性T細胞。在患有轉(zhuǎn)移性膽管癌的患者中,腫瘤浸潤淋巴細胞帶有對腫瘤新抗原具有特異性的CD4 + T細胞群。過繼轉(zhuǎn)移富集的突變特異性T細胞導(dǎo)致有效的抗腫瘤反應(yīng)。越來越多的證據(jù),包括正在進行的基于新抗原的腫瘤疫苗研究的早期結(jié)果表明,新抗原是關(guān)鍵的癌癥免疫原。因錯配修復(fù)缺陷而導(dǎo)致微衛(wèi)星不穩(wěn)定的患者對免疫檢查點阻斷的反應(yīng)率較高的觀察結(jié)果進一步支持了新抗原在抗腫瘤免疫反應(yīng)中的作用。相反,抗原性差的腫瘤不太可能對免疫檢查點阻斷具有內(nèi)在敏感性。

三、腫瘤固有白介素-γ信號通路

? ? ?? 針對腫瘤抗原的有效T細胞反應(yīng)導(dǎo)致腫瘤微環(huán)境中干擾素γ(IFNγ)的表達,從而激活JAK和STAT信號轉(zhuǎn)導(dǎo),從而誘導(dǎo)PD-L1表達。腫瘤細胞對IFNγ信號的反應(yīng)中斷可阻止PD-L1表達的誘導(dǎo),從而使PD1/PD-L1阻斷無效(圖1)。然而,早就知道破壞腫瘤細胞對IFNγ信號傳導(dǎo)的反應(yīng)不僅是對免疫檢查點阻斷的抗性機制,而且更廣泛地是對抗腫瘤免疫的抗性機制。經(jīng)過工程改造以表達顯性陰性IFNγ受體的小鼠腫瘤表現(xiàn)出更大的致瘤性,并且對通過全身性給予脂多糖引起的抗腫瘤免疫具有抵抗力。這些腫瘤也可以在對親代腫瘤具有事先免疫力的小鼠體內(nèi)建立。當在缺乏IFNγ受體的小鼠中出現(xiàn)的自發(fā)性腫瘤被重新植入具有免疫能力和免疫缺陷的小鼠中時,它們以相似的動力學(xué)生長。但是,這些腫瘤中IFNγ受體的重組導(dǎo)致它們在具有免疫能力(但不是免疫缺陷)的小鼠中被排斥,這突顯了腫瘤固有的IFNγ信號通路在免疫排斥中的關(guān)鍵作用(圖2)。

? ? ?? 與IFNγ受體信號傳導(dǎo)在調(diào)節(jié)腫瘤的免疫原性中的作用相反,還提出了腫瘤細胞中的長期IFNγ受體信號傳導(dǎo)可以介導(dǎo)對免疫檢查點阻斷的抗性。這是基于抗病毒免疫的概念,其中長時間暴露于I型干擾素信號傳導(dǎo)會對病毒控制產(chǎn)生有害影響。一項研究表明,小鼠黑素瘤細胞在體外或體內(nèi)長期暴露于IFNγ會導(dǎo)致PD-L1依賴性機制,其機制是通過上調(diào)替代性T細胞抑制性受體來實現(xiàn)對免疫檢查點阻斷的適應(yīng)性抵抗,這是與IFNγ信號有關(guān)的表觀遺傳和轉(zhuǎn)錄組變化,尤其是STAT1。正在進行JAK抑制劑與抗PD1檢查點阻斷劑結(jié)合的臨床研究(NCT02646748和NCT03012230),但早期結(jié)果并不令人滿意。
? ? ?? 尚不清楚IFNγ信號傳導(dǎo)的下游功能中的哪一個對免疫檢查點阻斷的成功最關(guān)鍵。IFNγ信號傳導(dǎo)具有直接的抗增殖作用,導(dǎo)致抗原加工機制與表面MHC I類和II類分子的協(xié)同表達,并導(dǎo)致化學(xué)引誘劑如CXCL9和CXCL10的表達(圖2,3a)。源自人類黑色素瘤的細胞系在IFNγ信號傳導(dǎo)中具有固有的遺傳缺陷,不再對其抗增殖作用敏感,也不再上調(diào)MHC I類分子。


圖1.干擾素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)自適應(yīng)程序性細胞死亡1配體1表達

? ? ?? 預(yù)先存在的抗腫瘤免疫反應(yīng)是有效的免疫檢查點阻斷的關(guān)鍵。在MHC I類或II類背景下識別腫瘤新抗原的腫瘤反應(yīng)性T細胞釋放干擾素γ(IFNγ),從而導(dǎo)致Janus激酶(JAK)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子(STAT)信號通路的激活。這激活了轉(zhuǎn)錄因子干擾素調(diào)節(jié)因子1(IRF1),然后激活了PDL1的轉(zhuǎn)錄。這導(dǎo)致腫瘤細胞表面上程序性細胞死亡1配體1(PD-L1)的適應(yīng)性表達,從而負調(diào)節(jié)抗腫瘤T細胞反應(yīng)。針對PD1或PD-L1的抗體破壞了這種負反饋回路,以恢復(fù)抗腫瘤免疫力。b.類似的情況是,在MHC的情況下,腫瘤特異性T細胞遇到抗原,導(dǎo)致IFNγ釋放。然而,由于IFNγ信號傳導(dǎo)途徑中的遺傳缺陷(例如影響JAK1或JAK2),因此腫瘤細胞不會傳遞IFNγ信號,并且不會發(fā)生適應(yīng)性PD-L1表達。在缺乏適應(yīng)性PD-L1表達的情況下,PD1 PD-L1免疫檢查點阻斷無效。IFNγR,IFNγ受體;TCR,T細胞受體。


圖2.干擾素-γ(IFNγ)途徑和抗原呈遞在抗腫瘤免疫中的重要發(fā)現(xiàn)時間表

四、腫瘤固有的MHC缺失

? ? ? 腫瘤細胞可以通過下調(diào)表面MHC表達來逃避T細胞的殺傷。由于腫瘤抗原呈遞主要通過I類MHC途徑發(fā)生,因此與II類MHC抗原呈遞缺陷相比,該途徑的缺陷更為常見。然而,已經(jīng)有人提出,黑色素瘤細胞上II類MHC的表達可能是抗PD1治療反應(yīng)的生物標志物,并且可能受一組獨特的耐藥機制支配。
? ? ?? IFNγ信號傳導(dǎo)在抗腫瘤免疫中的重要作用可能與它誘導(dǎo)或增強MHC I類抗原呈遞的事實有關(guān),這一過程需要幾個基因的協(xié)同表達,包括TAP1,TAP2,B2M和免疫蛋白酶體基因PSMB8,PSMB9 和PSMB10(圖3b)。對干擾素信號傳導(dǎo)缺乏敏感性的腫瘤細胞可能很少或沒有MHC I類抗原呈遞,從而允許免疫逃逸。在2001年的一項研究中,將TAP1穩(wěn)定轉(zhuǎn)染到IFNγ缺陷的腫瘤細胞中導(dǎo)致它們在野生型但不是T細胞缺陷(Rag2- /)小鼠中被排斥(圖2)。確實,某些MHC I類缺陷的腫瘤細胞需要用IFNγ預(yù)處理以協(xié)調(diào)表達抗原加工機制和MHC I類肽復(fù)合物。
? ? ?? 即使在存在IFNγ信號的情況下,抗原加工設(shè)備中的缺陷也會破壞MHC I類表面表達(圖2,3b)。具有這種突變的腫瘤不僅對T細胞介導(dǎo)的免疫療法有抵抗力,而且這些突變實際上可能是免疫系統(tǒng)選擇性壓力的結(jié)果。例如,據(jù)報道接受免疫治療的黑色素瘤患者可能會失去β2-微球蛋白的功能性表達(B2M;從而喪失MHC I類表達)(圖2)。另一名轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者的縱向活檢標本顯示,在缺乏免疫療法的情況下,由于B2M丟失,導(dǎo)致獲得了MHC I類缺陷。最近的一種計算HLA拷貝數(shù)的計算方法允許研究人員推斷HLA基因座的克隆和亞克隆雜合性喪失的程度,雜合性事件的平行,亞克隆和局灶性HLA頻繁丟失,在轉(zhuǎn)移部位富集,表明存在免疫學(xué)壓力即使不進行免疫治療,在這些腫瘤中也存在。微衛(wèi)星不穩(wěn)定的結(jié)直腸癌患者具有很高的免疫原性,在免疫壓力和抗原加工機器的基因改變之間也有類似的關(guān)聯(lián)。
? ? ?? 毫不奇怪,已經(jīng)報道了幾例獲得性抵抗免疫檢查點阻斷的耐藥性的案例,這些案例中編碼抗原加工機制的基因特別是B2M發(fā)生了突變。此外,B2M基因座雜合性的喪失與接受免疫檢查點阻斷治療的兩個獨立的黑色素瘤患者隊列的總體存活率降低相關(guān)。還已經(jīng)確定了調(diào)節(jié)抗原呈遞的新基因。例如,體外功能獲得性激酶組篩選顯示,編碼HLA-A轉(zhuǎn)錄后負調(diào)節(jié)劑的MEX3B,可使黑素瘤細胞逃避腫瘤特異性T細胞(圖3b)。值得注意的是,抗PD1治療后MEX3B表達豐富了無反應(yīng)的患者人群。


圖3.抵抗免疫檢查點阻斷:腫瘤內(nèi)在逃逸機制

? ? ?? a.多個無偏倚的基于CRISPR的篩選發(fā)現(xiàn)了腫瘤內(nèi)源性干擾素信號傳導(dǎo)對免疫檢查點阻斷和基于T細胞的免疫療法的關(guān)鍵作用。這些研究已經(jīng)確定了干擾素-γ(IFNγ)和I型干擾素信號傳導(dǎo)途徑的組成部分。例如Janus激酶1(JAK1),JAK2,信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子1(STAT1)以及IFNγ受體I(IFNGR1)和IFNGR2對免疫檢查點阻斷的成敗至關(guān)重要。這項研究還確定了鮮為人知的調(diào)節(jié)劑對免疫檢查點阻斷反應(yīng)的作用,包括表面受體apelin受體(APLNR),該受體調(diào)節(jié)上游對IFNγ和I型干擾素信號傳導(dǎo),酪氨酸蛋白磷酸酶非受體2型(PTPN2)的敏感性。它調(diào)節(jié)對IFNγ信號,BRD7和DNA結(jié)合亞基ARID2和PBRM1的上游敏感性,它們是染色質(zhì)重塑復(fù)合物PBAF的一部分,并參與IFNγ靶基因的調(diào)控。以及雙鏈RNA(dsRNA)特異的腺苷脫氨酶(ADAR1),它對內(nèi)源性dsRNA含量有負調(diào)節(jié)作用。I型干擾素和IFNγ信號在DNA中的IFNγ激活位點(GAS)上會聚,并激活轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子,如干擾素調(diào)節(jié)因子1(IRF1),然后驅(qū)動干擾素信號傳導(dǎo)的關(guān)鍵輸出。

? ? ?? b.大量研究表明,抗原呈遞中與干擾素無關(guān)的缺陷也會導(dǎo)致免疫逃逸和對免疫檢查點阻斷的抵抗。這些缺陷可能發(fā)生在HLA基因座或MHC I類復(fù)雜成分β2-微球蛋白(B2M)中。其他缺陷可能會在抗原加工機制中發(fā)生,例如膜結(jié)合轉(zhuǎn)運蛋白TAP1和TAP2以及免疫蛋白酶亞基PSMB8,PSMB9或PSMB10,或者在MHC I類的轉(zhuǎn)錄調(diào)控中(例如細胞質(zhì)蛋白NLRC5)。MHC I類表達也可能在轉(zhuǎn)錄后水平受到影響。RNA結(jié)合蛋白MEX3B可以結(jié)合HLA-A轉(zhuǎn)錄物,導(dǎo)致其降解并降低MHC I類分子的表達。發(fā)現(xiàn)對檢查站阻斷無反應(yīng)的黑色素瘤患者MEX3B上調(diào)。盡管在腫瘤細胞上更高的MHC II類抗原呈遞與對免疫檢查點阻斷的改善反應(yīng)相關(guān),但在對免疫檢查點阻斷產(chǎn)生抗藥性的情況下,尚未發(fā)現(xiàn)MHC II類基因或MHC II類轉(zhuǎn)錄激活因子CIITA的遺傳缺陷。IFNAR1,干擾素-α和β受體亞基1;IFNR,干擾素受體;UTR,非編碼區(qū)。

五、由致癌信號通路調(diào)節(jié)

? ? ?? 致癌信號通路可能與癌癥發(fā)展各個階段的腫瘤免疫力有關(guān),包括腫瘤起始,生長,侵襲和轉(zhuǎn)移。這些腫瘤內(nèi)在途徑在塑造腫瘤免疫原性和免疫微環(huán)境中的作用最近在其他地方綜述了。在這里,我們著眼于三種途徑,這些證據(jù)支持在腫瘤內(nèi)源性對免疫檢查點的抗性中發(fā)揮作用,從而阻斷了WNT-β-catenin途徑,細胞周期蛋白依賴性激酶4(CDK4)-CDK6途徑和有絲分裂原激活的蛋白激酶(MAPK)途徑, 以及PTEN丟失引起的途徑。
? ? ?? WNT-β-catenin信號傳導(dǎo)。WNT-β-catenin信號傳導(dǎo)是一種進化保守的信號傳導(dǎo)途徑,涉及多種細胞過程,包括腫瘤發(fā)生和胚胎發(fā)生。典型的WNT-β-catenin信號傳導(dǎo)是通過WNT家族蛋白與細胞表面受體的結(jié)合而啟動的,從而激活信號轉(zhuǎn)導(dǎo),從而導(dǎo)致β-catenin的核轉(zhuǎn)位和轉(zhuǎn)錄激活。最近,它已成為一種致癌信號通路,阻礙了從頭抗腫瘤免疫反應(yīng)的啟動。這種觀點是從一項觀察發(fā)現(xiàn)的,即具有活躍的WNT-β-catenin信號傳導(dǎo)的黑色素瘤樣本中約有三分之一缺乏明顯的T細胞浸潤。具有活躍WNT-β-catenin信號傳導(dǎo)的黑素瘤細胞系可產(chǎn)生免疫抑制細胞因子,例如IL-10。最近,研究表明,體內(nèi)黑色素瘤細胞產(chǎn)生的WNT-β-catenin信號傳導(dǎo)可通過破壞表達堿性亮氨酸拉鏈轉(zhuǎn)錄因子ATF-like 3(BATF3)的樹突狀細胞的募集而阻止引發(fā)抗腫瘤反應(yīng)。其他研究表明,源自黑素瘤細胞的可溶性WNT激動劑WNT5A可以激活樹突狀細胞中的β-catenin信號傳導(dǎo),從而導(dǎo)致代謝向氧化磷酸化和脂肪酸氧化的轉(zhuǎn)變,其特征在于吲哚胺2,3-二加氧酶1(IDO1)和過氧化物酶體增殖物激活受體-γ(PPARγ)分別促進免疫抑制。具體而言,色氨酸向犬尿氨酸的轉(zhuǎn)化是由IDO1催化的,IDO1是WNT5A誘導(dǎo)的信號傳導(dǎo)下游的轉(zhuǎn)錄靶標。這種代謝轉(zhuǎn)變促進了調(diào)節(jié)性T細胞的發(fā)育,同時抑制了效應(yīng)T細胞的活性。在Braf V600E / Pten-//小鼠黑素瘤模型中,抑制這種代謝變化可增強抗PD1免疫療法的功效。
? ? ?? 一系列針對幾種不同類型癌癥的研究表明,增強的WNT-β-catenin信號傳導(dǎo)與缺乏內(nèi)在免疫細胞浸潤的腫瘤之間存在聯(lián)系,而內(nèi)在免疫細胞浸潤對免疫檢查點阻滯反應(yīng)的可能性較?。ㄒ卜Q為免疫學(xué)上的冷腫瘤)。這項研究包括一項整合了《癌癥基因組圖集》中來自結(jié)直腸癌的基因組,轉(zhuǎn)錄組學(xué)和免疫組化數(shù)據(jù)的研究,以及其他有關(guān)免疫性冷卵巢癌,頭頸癌,膀胱癌和腺樣囊性癌的研究。另一項研究鑒定了絲氨酸/ 蘇氨酸蛋白激酶PAK4(一種WNT信號介導(dǎo)物)可豐富黑色素瘤患者的免疫性冷腫瘤,對抗PD1免疫檢查點阻斷無反應(yīng)。在多種小鼠模型中,PAK4的基因缺失或藥理抑制導(dǎo)致對抗PD1治療的耐藥性逆轉(zhuǎn)。
? ? ?? CDK4-CDK6與細胞周期有關(guān)。早期的證據(jù)表明細胞周期調(diào)控與致癌轉(zhuǎn)化之間存在聯(lián)系,這是通過觀察到細胞周期蛋白A基因座上病毒整合與病毒整合,腺病毒致癌基因E1A與細胞周期蛋白A的關(guān)聯(lián)以及D型細胞周期蛋白在甲狀旁腺腫瘤中的過度表達而觀察到的。CDK4和CDK6與腫瘤發(fā)生特別相關(guān),因為它們與D型細胞周期蛋白一起促進細胞周期從G1期發(fā)展到S期。被發(fā)現(xiàn)的十年后,小分子palbociclib成為第一個獲得美國食品和藥物管理局批準的CDK4 / CDK6抑制劑。自2017年以來,至少有四項研究強調(diào)了CDK4 / CDK6抑制對抗腫瘤免疫的影響。例如,研究表明,CDK4 / CDK6抑制劑abemaciclib與抗PD-L1療法聯(lián)合使用具有更大的抗腫瘤作用。在小鼠乳腺癌模型中比單獨使用任何一種藥物。該觀察結(jié)果歸因于腫瘤細胞增加的雙鏈RNA(dsRNA)分子的產(chǎn)生和感覺,這可能是由于對藥物的反應(yīng)中DNA甲基轉(zhuǎn)移酶水平降低所致。腫瘤細胞通過模式識別受體的表達識別諸如dsRNA之類的危險信號,從而導(dǎo)致促炎基因(包括編碼干擾素和抗原呈遞機制的基因)過表達。在另一項有關(guān)人類T細胞,患者來源的離體培養(yǎng)物以及自發(fā)和異種移植小鼠癌癥模型的組合研究中,palbociclib或trilaciclib與抗PD1阻斷劑的組合比單獨使用任何一種藥物更有效。在這里,CDK4 / CDK6抑制作用對抗腫瘤免疫力的影響主要歸因于它們對T細胞的直接影響,盡管降低了它們的增殖能力,但導(dǎo)致更大的IL-2產(chǎn)生和增加的腫瘤浸潤。考慮到CDK4 / CDK6在T細胞功能中的作用,CDK4 / CDK6抑制抗腫瘤免疫的作用是否受到對腫瘤細胞致癌信號的直接影響,可能取決于每個模型系統(tǒng)中CDK4 / CDK6的相關(guān)性。
? ? ?? 來自接受免疫檢查點阻斷治療的患者的黑色素瘤樣品的單細胞轉(zhuǎn)錄組研究確定了由CDK4 / CDK6驅(qū)動的耐藥性程序。利用來自癌癥基因組圖譜黑素瘤隊列的大量RNA測序數(shù)據(jù),鑒定了與T細胞排斥相關(guān)的腫瘤細胞的基因表達特征,該基因表達特征與富含對免疫檢查點阻斷具有抗性的腫瘤的基因重疊。研究作者稱這種重疊基因設(shè)定了抗藥性計劃。表達抗性程序的細胞系的藥理學(xué)篩選發(fā)現(xiàn)它們對CDK4 / CDK6抑制劑敏感。此外,在先前用于研究CDK4 / CDK6抑制作用對乳腺癌細胞和小鼠模型的影響的數(shù)據(jù)集中,抵抗程序因?qū)DK4 / CDK6抑制作用而受到抑制。CDK4 / CDK6通過使腫瘤抑制性視網(wǎng)膜母細胞瘤相關(guān)蛋白1(RB1)磷酸化而起作用,與此相一致,CDK4 / CDK6抑制抑制了兩種RB充足的黑素瘤細胞系中的耐藥性程序,但在RB不足的黑色素瘤細胞系中卻沒有。
? ? ?? MAPK信號傳導(dǎo)。MAPK信號通路可通過增加免疫調(diào)節(jié)細胞因子IL-6和IL-10的表達在癌癥免疫逃逸中發(fā)揮作用。該信號通路對腫瘤免疫狀態(tài)的影響在黑色素瘤中尤為重要,其中約一半的腫瘤攜帶MAPK BRAF突變,BRAF-V600E激活突變,而免疫檢查點阻斷是一線治療。維拉非尼是BRAF突變的抑制劑,已顯示出可增加黑色素瘤細胞對T細胞的細胞毒性作用的敏感性,而不會影響T細胞的增殖能力。
? ? ?? vemurafenib還可以通過依賴于活化突變BRAF-V600E的方式通過IFNγ受體和腫瘤壞死因子受體的協(xié)同信號傳導(dǎo)誘導(dǎo)細胞周期停滯。為了支持這一發(fā)現(xiàn),較早描述的與腫瘤特異性T細胞共培養(yǎng)的B16腫瘤細胞的CRISPR篩選也顯示,針對MAPK途徑負調(diào)控子的CRISPR指導(dǎo)物對抗性腫瘤細胞的富集。在另一項使用PD1阻斷治療的患者的黑色素瘤標本的RNA測序研究中,從沒有表現(xiàn)出反應(yīng)的患者中采集的腫瘤樣品鑒定了基因簽名,該簽名與先前發(fā)表的與MAPK抑制劑耐藥相關(guān)的簽名重疊。但是,這些數(shù)據(jù)必須謹慎評估,因為其他兩個大的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)集并不能證實這些數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)集來自接受免疫檢查點阻斷治療的黑色素瘤患者的腫瘤。抑制BRAF還可以破壞免疫抑制因子的腫瘤內(nèi)在表達。例如,BRAFV600E腫瘤顯示出細胞因子IL-6,VEGF和IL-10的表達增加,它們具有免疫抑制功能,部分原因是它們對樹突狀細胞功能的影響(例如IL-12和腫瘤壞死因子的產(chǎn)生)。
? ? ?? 由于與野生型BRAF細胞中MAPK通路的反常激活有關(guān)的毒性問題,使用免疫檢查點阻斷和用vemurafenib抑制突變BRAF與維拉非尼的聯(lián)合療法的開發(fā)停滯了。相反,研究人員轉(zhuǎn)向使用MAPK /細胞外信號調(diào)節(jié)激酶激酶(MEK)抑制劑,該抑制劑可抑制BRAF-V600E和野生型BRAF細胞中的MAPK途徑,或MEK和BRAF抑制劑的組合。在結(jié)腸癌的臨床前模型(CT26模型)中,抗PD1治療與MEK抑制相結(jié)合可長期控制腫瘤。同樣,MEK和BRAF抑制的組合增強了過繼性T細胞療法和抗PD1阻斷的療效。最近報道了三項結(jié)合MAPK信號傳導(dǎo)抑制劑和免疫檢查點阻滯的臨床研究。其中兩項研究使用了dabrafenib(一種BRAF抑制劑),trametinib(一種MEK抑制劑)和抗PD1抗體pembrolizumab,兩者均觀察到高緩解率(63%和73%),以及較高的3級或更高的毒性作用(分別為58%和73%)。第三項研究包括接受cobimetinib(一種MEK抑制劑),vemurafenib和抗PD-L1抗體atezolizumab組合的患者,其中72%達到了客觀緩解(完全緩解率為21%)。Cobimetinib和vemurafenib治療的導(dǎo)入期導(dǎo)致循環(huán)增殖CD4 + T細胞水平相對增加。
? ? ?? 腫瘤抑制因子PTEN缺失。盡管已經(jīng)在一個世紀中描述了腫瘤抑制因子在腫瘤發(fā)生中的典型作用,但直到20世紀末,才發(fā)現(xiàn)PTEN丟失是一種常見的致癌事件。一項研究針對基于T細胞的免疫療法的功效,嚴格檢查了PTEN缺失在人黑素瘤和黑素瘤同系小鼠模型中的作用。在缺乏PTEN的情況下,無論是在體內(nèi)還是體外,腫瘤細胞對腫瘤特異性T細胞的細胞毒性作用都更具抵抗力。PTEN表達還與對抗PD1療法的反應(yīng)以及患者體內(nèi)離體擴增的腫瘤浸潤淋巴細胞的更成功產(chǎn)量相關(guān)。其他研究也觀察到了PTEN丟失的類似影響:來自癌癥基因組圖集軟組織肉瘤數(shù)據(jù)集的RNA測序數(shù)據(jù)顯示,在患有以下疾病的腫瘤中,與T細胞浸潤和溶細胞活性相關(guān)的基因(例如編碼CD8α和粒酶B的基因)的表達下降。PTEN的缺失。此外,在對抗PD1免疫檢查點阻滯有部分反應(yīng)的患者中,發(fā)現(xiàn)無反應(yīng)的病灶具有PTEN74的缺失,表明PTEN缺失可能在抗藥性中發(fā)揮作用。值得注意的是,PTEN可以通過響應(yīng)DNA病毒,RNA病毒,多肌苷酸:聚胞苷酸和脂多糖的模式識別受體的激活來輔助干擾素調(diào)節(jié)因子3(IRF3)的核轉(zhuǎn)運,從而響應(yīng)病毒刺激來促進I型干擾素信號傳導(dǎo)。這可能與使用靶向模式識別受體的新藥克服免疫檢查點阻滯的抗藥性有關(guān)。
? ? ?? 考慮到PI3K被PTEN負調(diào)節(jié)并且是癌癥中通常失調(diào)的激酶,已經(jīng)提出抑制磷酸肌醇3-激酶(PI3K)作為提高抗腫瘤免疫力的治療方法。然而,不同的PI3K同工型在癌細胞(PI3Kα和PI3Kβ)和免疫細胞(PI3Kδ和PI3Kγ)中具有活性。盡管抑制富含腫瘤細胞的PI3K同工型可以減少腫瘤的生長,但是大多數(shù)支持PI3K抑制在提高抗腫瘤免疫力中起作用的證據(jù)都是基于對PI3Kγ或PI3Kδ的抑制。例如,在缺乏功能性PI3Kγ或PI3Kδ的宿主中生長的野生型腫瘤以T細胞依賴性方式減慢了腫瘤的生長。巨噬細胞中的PI3Kγ激活可以激活免疫抑制轉(zhuǎn)錄程序,該程序以與腫瘤細胞無關(guān)的方式阻止抗腫瘤T細胞功能。然而,腫瘤固有的PI3K抑制作用是否會影響抗腫瘤免疫性尚不清楚。正在進行臨床研究(例如NCT02646748),以評估PI3K抑制劑和免疫檢查點阻斷對實體瘤患者的綜合影響。
? ? ?? 腫瘤去分化和干細胞化。腫瘤發(fā)生或腫瘤干細胞對傳統(tǒng)的細胞毒性療法有抵抗力。已有證據(jù)表明,腫瘤的去分化或干性也可能在抵抗基于免疫的療法中起作用。對抗PD1免疫檢查點阻斷有抵抗力的黑色素瘤患者的腫瘤進行了轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析,確定了豐富的莖樣間充質(zhì)基因簽名。在一名針對過繼轉(zhuǎn)移的靶向黑素細胞分化抗原1(MART1)的T細胞有反應(yīng)的患者中,復(fù)發(fā)的腫瘤失去了MART1的表達,這是一種脫分化和免疫治療耐藥性的現(xiàn)象,在體外表現(xiàn)出來。其他研究表明,腫瘤啟動干細胞可能表達負調(diào)控分子,例如CD80,PD-L1(參考文獻81)和NKGD2。最后,WNT信號傳導(dǎo)(先前被描述為介導(dǎo)免疫療法抗性的致癌途徑)在腫瘤干和去分化中也具有眾所周知的作用。

六、腫瘤固有抵抗力的生物標志物

1. 新生腫瘤反應(yīng)性T細胞
? ? ?? 與基于活化的腫瘤特異性T細胞的過繼轉(zhuǎn)移的方法不同,免疫檢查點阻斷可利用自然發(fā)生的抗腫瘤T細胞反應(yīng)。幾項觀察表明,免疫檢查點阻斷的功效取決于預(yù)先存在的免疫反應(yīng)。首先,黑色素瘤是一種以其固有的免疫原性而聞名的腫瘤,對免疫檢查點阻斷單一療法的反應(yīng)率很高。黑色素瘤長期以來一直是研究免疫療法的模型惡性腫瘤,轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者體內(nèi)離體擴增的腫瘤浸潤淋巴細胞的過繼性細胞轉(zhuǎn)移的臨床成功為黑色素瘤患者存在天然存在的腫瘤特異性T細胞提供了證據(jù)。
? ? ?? 先前存在的抗腫瘤免疫反應(yīng)的最簡單指標可能是腫瘤微環(huán)境中存在T細胞。在接受抗PD1治療的黑色素瘤患者中,預(yù)處理活檢標本中T細胞的存在與對治療的反應(yīng)相關(guān),和侵入邊緣的CD8 + T細胞密度在一個小型驗證隊列中可預(yù)測反應(yīng)。對PD1阻斷療法有反應(yīng)的患者的基線標本在浸潤邊緣也具有較高水平的磷酸化STAT1表達。這表明對治療的反應(yīng)不僅需要T細胞的存在,而且還需要產(chǎn)生IFNγ的活化T細胞的存在,這會引發(fā)一個信號級聯(lián)反應(yīng),從而導(dǎo)致相鄰腫瘤和基質(zhì)細胞中STAT1的磷酸化。這支持了腫瘤固有的IFNγ信號傳導(dǎo)在上述對PD1阻滯的應(yīng)答中的作用。在患有錯配修復(fù)缺陷的大腸癌患者中抗PD1治療(pembrolizumab)的研究和尿路上皮癌患者抗PD-L1治療的研究中也報告了類似的發(fā)現(xiàn)。
? ? ?? 但是,這種觀察并不普遍。在先前接受過抗CTLA4治療或未接受抗CTLA4治療的患者隊列中,基線處存在的腫瘤浸潤淋巴細胞與抗PD1治療反應(yīng)無關(guān),在其他隊列中也有例外。這可能部分與用于分析的預(yù)處理活檢標本的腫瘤異質(zhì)性和選擇偏倚有關(guān)。在某些情況下,患者可能攜帶腫瘤特異性T細胞,但局部免疫抑制因子限制了這些克隆的浸潤和擴增。在其他情況下,腫瘤特異性T細胞可能存在于外周,而不存在于腫瘤微環(huán)境中。這表明,對于從頭抗腫瘤免疫應(yīng)答的存在,腫瘤浸潤淋巴細胞的存在不是特別敏感的替代物。
2. PD-L1作為干擾素信號的標記
? ? ?? 在某些而非全部情況下,已顯示腫瘤微環(huán)境中免疫檢查點分子(例如PD-L1)的表達可預(yù)測對免疫檢查點阻斷的反應(yīng)。但是,PD-L1表達并不一定表明已存在抗腫瘤免疫反應(yīng)。一些PD-L1陽性腫瘤患者對治療無反應(yīng),一些PD-L1陰性腫瘤患者也可以從免疫檢查點阻斷中獲益。
? ? ?? PD-L1的表達主要受干擾素信號傳導(dǎo)途徑調(diào)節(jié),該信號傳導(dǎo)途徑包括激酶JAK1和JAK2以及轉(zhuǎn)錄因子STAT1,STAT2和STAT3,以及轉(zhuǎn)錄激活因子IRF1。IFNγ甚至可以刺激PD-L1在腫瘤來源的外泌體上的表達,這也可以介導(dǎo)CD8 + T細胞的抑制。在這種情況下,腫瘤浸潤性T細胞與表達PD-L1的腫瘤和/或免疫細胞共存,阻斷PD1 PD-L1軸可能是有效的(圖1a),并進一步支持了PD1的作用。腫瘤內(nèi)源性IFNγ信號傳導(dǎo)對PD1阻滯的反應(yīng)。
? ? ?? I型干擾素信號傳導(dǎo)和II型干擾素(IFNγ)信號傳導(dǎo)都收斂以激活類似的下游基因靶標,例如PDL1。I型干擾素主要由髓樣細胞響應(yīng)模式識別受體的激活而產(chǎn)生,而II型干擾素主要由T細胞在識別同源抗原時產(chǎn)生。因此,在基于T細胞的抗腫瘤免疫中,II型干擾素起著更為重要的作用。干擾素信號傳導(dǎo)途徑中的突變(尤其是II型干擾素信號傳導(dǎo))或限制腫瘤特異性PD-L1表達的表觀遺傳和轉(zhuǎn)錄后機制可使PD-1 PD-L1免疫檢查點阻斷多余。
? ? ?? PD-L1表達也可以通過各種其他機制進行調(diào)節(jié)。這些機制包括基因過表達(例如PD-L1,PD-L2和JAK2的基因座的擴增,稱為PDJ amplicon104),表觀遺傳沉默,轉(zhuǎn)錄調(diào)控(例如,通過MYC,PTEN和低氧誘導(dǎo)因子1α),轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)(通過microRNA),翻譯后修飾(糖基化,磷酸化和泛素化)以及胞質(zhì)和內(nèi)體重定位。這些過程也會影響對PD1阻斷療法的反應(yīng)。
3. 從腫瘤轉(zhuǎn)錄組學(xué)得到的經(jīng)驗
? ? ?? 盡管采用了新興的多重方法,但基于免疫組化的評估腫瘤免疫狀態(tài)的方法受到其分析范圍的限制。因此,RNA測序和靶向基因陣列已遠遠超過了它們。這些努力與RNA解卷積算法的進步(例如溶細胞活性評分,MCP計數(shù)器,CIBERSORT和TIMER)并行,可以評估大塊腫瘤標本的免疫細胞組成。溶細胞活性評分是RNA解卷積技術(shù)中最簡單的一種,它使用顆粒酶A和穿孔素表達的幾何平均值來總結(jié)腫瘤的效應(yīng)T細胞組成。較高的基線溶細胞活性評分與抗CTLA4免疫檢查點阻斷的反應(yīng)相關(guān),病毒防御基因表達特征也是如此。
? ? ?? 但是,基于大塊腫瘤RNA的免疫標記具有缺點。腫瘤異質(zhì)性是在研究內(nèi)部和研究之間獲得可重復(fù)的,一致的結(jié)果的障礙。在接受抗CTLA4預(yù)處理的一組患者中(未接受過抗CTLA4的未接受過治療的患者),其細胞溶解活性評分增加,并且抗PD1反應(yīng)患者的基線腫瘤中病毒防御標記豐富,但沒有特定的免疫人群在基線時通過CIBERSORT RNA解卷積鑒定出的蛋白與反應(yīng)顯著相關(guān)。在另一組接受抗PD1治療的患者中,基線溶細胞活性評分或干擾素信號與反應(yīng)無關(guān)。為了克服批量腫瘤轉(zhuǎn)錄組學(xué)的障礙,單細胞RNA測序工作正在進行中。對來自32位接受免疫檢查點阻斷治療的患者的48份腫瘤活檢標本進行的分析顯示,在有反應(yīng)的患者的基線標本中CD8 + T細胞浸潤(由免疫組織化學(xué)定義)沒有增加。然而,單細胞RNA測序顯示,與CD8 + T細胞相比,應(yīng)答者的基線標本中的CD8 + T細胞富含與記憶細胞分化(例如,編碼轉(zhuǎn)錄因子的TCF7),激活和細胞存活有關(guān)的轉(zhuǎn)錄本。無應(yīng)答者,富含與疲勞相關(guān)的基因。
4. 腫瘤新抗原作為T細胞靶向
? ? ?? 盡管有證據(jù)表明新抗原特異性T細胞反應(yīng)是免疫檢查點阻斷功效的核心,但突變負荷有限,無法預(yù)測對免疫檢查點阻斷反應(yīng)的反應(yīng)。這可能部分是由于所討論的突變的克隆性。在患者的所有腫瘤細胞中共有的克隆突變對于產(chǎn)生有效的抗腫瘤反應(yīng)可能更為關(guān)鍵。
? ? ?? 此外,為了使突變成為免疫學(xué)靶標,必須通過MHC抗原有效地將其呈遞給免疫系統(tǒng)。盡管新抗原預(yù)測工具已得到改進,但缺乏用于驗證這些預(yù)測工具的高通量檢測方法限制了其進展。例如,在接受抗CTLA4治療的一組患者中,預(yù)測的新抗原負荷沒有超過突變負荷作為反應(yīng)的生物標志物。最后,鑒于腫瘤微環(huán)境中抗腫瘤免疫反應(yīng)的其他障礙的存在,新抗原的存在可能是不足的生物標志物。實際上,在多個針對PD1治療的前瞻性研究中,既捕獲了腫瘤內(nèi)在突變負擔又感染了腫瘤微環(huán)境的生物標志物與反應(yīng)的相關(guān)性更強,而不是單獨使用任何一種生物標志物。

七、克服腫瘤固有抵抗力

? ? ?? 與單獨使用任一療法相比,將抗CTLA4和抗PD1阻斷劑聯(lián)合使用所見的優(yōu)異的抗腫瘤反應(yīng)表明,這兩個免疫學(xué)檢查要點具有非冗余的分子機制。轉(zhuǎn)錄組學(xué)和免疫組化數(shù)據(jù)表明,對雙重免疫檢查點阻滯的反應(yīng)者是那些已經(jīng)存在的生產(chǎn)性抗腫瘤反應(yīng),被免疫檢查點所抑制的反應(yīng)超出了PD1 PD-L1和CTLA4的阻滯(圖4a)。幾種靶向替代性免疫檢查點的抑制劑處于臨床前和臨床開發(fā)階段,包括靶向LAG3,VISTA,TIM3,腺苷A2A受體,CD73,BTLA,B7-H3,B7-H4和殺傷細胞免疫球蛋白樣受體的抑制劑。
? ? ?? 但是,這使很大一部分患者具有免疫學(xué)上較冷的腫瘤,不太可能對單一或聯(lián)合免疫檢查點阻斷產(chǎn)生反應(yīng)。對于這些患者,目的是通過增強抗原呈遞和引發(fā)針對現(xiàn)有抗原的免疫反應(yīng)來啟動抗腫瘤免疫反應(yīng)。腫瘤及其引流性淋巴結(jié)據(jù)稱是腫瘤抗原呈遞的主要部位,因此調(diào)節(jié)腫瘤內(nèi)和淋巴結(jié)抗原呈遞的腫瘤導(dǎo)向方法引起了人們的興趣(圖4b)。這些方法基于:(1)在腫瘤微環(huán)境中誘導(dǎo)壓倒免疫抑制基礎(chǔ)機制的促炎狀態(tài);(2)誘導(dǎo)免疫原性細胞死亡;(3)募集專業(yè)抗原呈遞細胞(APC)來有效引發(fā)針對腫瘤抗原的啟動。腫瘤內(nèi)免疫刺激劑的一個早期實例是卡介苗(Calillus CalmetteGuérin),它是淺表性膀胱癌的標準療法。

? ? ?? 化學(xué)療法和放射療法都可以通過多種提議的機制誘導(dǎo)免疫原性細胞死亡,這些機制在其他地方有詳細介紹。在小鼠模型中,化學(xué)療法和放射療法的免疫效果均依賴于T細胞,并且兩者均可 增強免疫檢查站阻斷的影響。然而,化學(xué)療法和放射療法具有充分證明的免疫抑制功能,可誘導(dǎo)對免疫療法產(chǎn)生耐藥性的腫瘤外源性機制。因此,這些標準療法不太可能作為克服對免疫檢查點阻斷的內(nèi)在抗性的主要方法出現(xiàn),但是它們在控制疾病負擔和引發(fā)免疫原性細胞死亡中的作用可能與新興的聯(lián)合免疫療法結(jié)合起來有用。



圖4.克服腫瘤對免疫檢查點阻斷的內(nèi)在抗性

? ? ?? a.程序性細胞死亡1(PD1)PD1配體1(PD-L1)軸可能不是抗腫瘤T細胞反應(yīng)的唯一負調(diào)節(jié)劑。在腫瘤細胞或腫瘤微環(huán)境中的髓樣細胞上表達的其他免疫檢查點分子會阻止有效的抗腫瘤免疫力;組合的免疫檢查點阻斷可能會破壞這種耐藥機制(右圖)。

? ? ?? b.免疫學(xué)上較冷的腫瘤類型缺乏預(yù)先存在的抗腫瘤T細胞反應(yīng),使免疫檢查點阻斷無效。通過引起免疫原性細胞死亡(溶瘤病毒或細胞毒性療法),引發(fā)抗原呈遞細胞(APC;使用Toll樣受體(TLR)激動劑和CD40激動劑)或增加腫瘤細胞對雙鏈RNA敏感性來引發(fā)針對腫瘤的免疫系統(tǒng)的方法(dsRNA;例如對dsRNA特異性腺苷脫氨酶(ADAR1)的抑制作用)可以將免疫寒冷狀態(tài)重新編程為檢查點阻斷反應(yīng)狀態(tài)。

? ? ?? c.沒有干擾素-γ(IFNγ)信號傳導(dǎo)的腫瘤缺乏響應(yīng)IFNγ自適應(yīng)表達PD-L1的能力。在一些MHC I類抗原呈遞主要依賴于IFNγ信號傳導(dǎo)的腫瘤中,IFNγ信號傳導(dǎo)的喪失等同于抗原呈遞的喪失。通過TLR激動劑,溶瘤病毒或其他方式激活其他干擾素途徑(I型干擾素)也可能導(dǎo)致信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活因子1(STAT1)和STAT2信號激活,從而激活PD-L1和MHC的轉(zhuǎn)錄通過干擾素調(diào)節(jié)因子1(IRF1)的誘導(dǎo)達到I類。

? ? ?? d.其他腫瘤通過基因改變(例如,β2-微球蛋白(B2M)的喪失和HLA雜合性的喪失)喪失了I類MHC表達后,對免疫檢查點阻斷具有抵抗力。在這種情況下,三種方法可以成功:(1)嵌合抗原受體(CAR)T細胞獨立于MHC I類表達識別其靶標;(2)過繼轉(zhuǎn)移自然殺傷(NK)細胞或用細胞因子(例如IL-2或IL-15)刺激NK細胞,因為這些靶細胞缺乏MHC I類表達;(3)接種疫苗或過繼性T細胞療法產(chǎn)生針對特定MHC II類限制性抗原的反應(yīng)。B2M,β2-微球蛋白;DC,樹突狀細胞;GAS,IFNγ激活位點;IFNAR1,干擾素-α和β受體亞基1;IFNγR,IFNγ受體;JAK1,Janus激酶1;TCR,T細胞受體。
? ? ?? 化學(xué)療法和放射療法都可以通過多種提議的機制誘導(dǎo)免疫原性細胞死亡,這些機制在其他地方有詳細介紹。在小鼠模型中,化學(xué)療法和放射療法的免疫效果均依賴于T細胞,并且兩者均可 增強免疫檢查站阻斷的影響。然而,化學(xué)療法和放射療法具有充分證明的免疫抑制功能,可誘導(dǎo)對免疫療法產(chǎn)生耐藥性的腫瘤外源性機制。因此,這些標準療法不太可能作為克服對免疫檢查點阻斷的內(nèi)在抗性的主要方法出現(xiàn),但是它們在控制疾病負擔和引發(fā)免疫原性細胞死亡中的作用可能與新興的聯(lián)合免疫療法結(jié)合起來有用。
? ? ?? 溶瘤病毒具有感染腫瘤細胞并誘導(dǎo)細胞死亡的獨特能力。為了治療目的,它們也經(jīng)常被基因改造以增強抗腫瘤免疫反應(yīng)?;趩渭冃?型皰疹病毒的Talimogene laherparepvec(或T-VEC,以Imlygic形式銷售)是第一種獲得美國食品藥品監(jiān)督管理局批準的溶瘤病毒。它在轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者體內(nèi)腫瘤內(nèi)傳遞,在腫瘤細胞內(nèi)優(yōu)先復(fù)制并表達細胞因子GM-CSF以促進附近APC的成熟和激活。T-VEC被設(shè)計為不干擾被感染細胞中的抗原呈遞,這與其衍生的病毒載體不同。結(jié)合抗PD1治療,在轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者的Ib期研究中,T-VEC的客觀緩解率達到62%,比單獨抗PD1治療的預(yù)期緩解率更高。最值得注意的是,13例CD8 + T細胞浸潤低的患者中有9例具有客觀反應(yīng),而5例基線IFNγ產(chǎn)生低的患者中有3例具有完全反應(yīng),支持了T-VEC在沒有預(yù)先存在的抗腫瘤免疫反應(yīng)的患者中的作用。提出的機制如下:雖然病毒介導(dǎo)的免疫原性細胞死亡導(dǎo)致肽抗原的可用性,但病毒抗原的先天傳感器促進IFNγ信號傳導(dǎo)。這與T-VEC強制表達GM CSF一起,導(dǎo)致在腫瘤微環(huán)境中募集和激活A(yù)PC。然后,APC在腫瘤微環(huán)境或引流淋巴結(jié)中引發(fā)或激活腫瘤特異性T細胞,從而逆轉(zhuǎn)了由腫瘤建立的先前存在的免疫排斥。
? ? ?? 增強腫瘤免疫原性的非基于病毒的腫瘤定向方法包括模式識別受體的激活劑,例如SD-101,這是一種具有CpG基序的合成寡核苷酸,可激活腫瘤微環(huán)境內(nèi)腫瘤和非腫瘤細胞上的TLR9信號傳導(dǎo)。在Ib期研究中,先前未接受過抗PD-1治療的78%黑色素瘤患者具有客觀反應(yīng)。在多個小鼠模型中的臨床前研究支持使用TLR9激動劑CpG寡核苷酸誘導(dǎo)全身性抗腫瘤免疫。這些包括SD-101和OX40激動劑抗體的組合,在多種模型中有效,包括轉(zhuǎn)移性乳腺癌的自發(fā)小鼠模型。由于I型干擾素信號傳導(dǎo)的遺傳或表觀遺傳缺陷,固有免疫傳感器的激動劑(可能是I型干擾素信號傳導(dǎo)的強效誘導(dǎo)劑)也可以為腫瘤中的抗原呈遞提供刺激,而這些抗原可抵抗免疫檢查點阻斷。
? ? ?? 腫瘤細胞對免疫檢查點阻斷的敏感性可以通過其對內(nèi)源性先天免疫信號(例如內(nèi)源性dsRNA)的內(nèi)在敏感性進行微調(diào)。將腫瘤細胞的設(shè)定點更改為內(nèi)源性dsRNA(即降低dsRNA閾值)可能是克服腫瘤對免疫檢查點阻斷的內(nèi)在抗性的途徑。在針對小鼠黑素瘤細胞中2300多個基因的體內(nèi)CRISPR篩選中,對抗PD1和GVAX13的反應(yīng)更好的腫瘤中,ADAR1的丟失增加了,ADAR1編碼一種將腺苷轉(zhuǎn)化為肌苷的RNA編輯酶。B16小鼠黑素瘤中ADAR1的缺失逆轉(zhuǎn)了腫瘤微環(huán)境的免疫寒冷狀態(tài),并增加了腫瘤細胞對I型或II型干擾素直接抗腫瘤作用的敏感性142。在ADAR1缺陷型腫瘤中對抗PD1治療的改善反應(yīng)取決于兩個dsRNA傳感器MDA5和PKR中至少一個的存在。這些數(shù)據(jù)支持了腫瘤內(nèi)在RNA感應(yīng)在免疫檢查點阻斷功效中的作用。然而,仍在研究腫瘤固有的細胞質(zhì)DNA的作用。
? ? ?? 宿主先天免疫感應(yīng)在免疫檢查點反應(yīng)中起著眾所周知的作用,但在適當條件下可能是必需的。胰腺導(dǎo)管腺癌的T細胞浸潤最少,對免疫檢查點阻滯的反應(yīng)較差。在胰腺癌小鼠模型中,化學(xué)療法,共刺激蛋白CD40的激動劑和抗PD1療法的組合可產(chǎn)生T細胞依賴性抗腫瘤功效。CD40在包括樹突狀細胞在內(nèi)的免疫細胞中廣泛表達,已知其與CD40配體的結(jié)合可許可抗原呈遞。結(jié)合化學(xué)療法和抗PD1治療,CD40激活和化學(xué)療法誘導(dǎo)的免疫原性細胞死亡以BATF3 +樹突狀細胞依賴性方式驅(qū)動T細胞活化,但獨立于宿主先天性免疫信號傳導(dǎo)途徑,包括通過MYD88,TLR4, TRIF,TLR3,STING,P2X74,caspase 1和caspase11。CD40激動劑聯(lián)合化學(xué)療法和抗PD1療法的I / II期研究正在進行中(NCT03214250)。
? ? ?? 對于攜帶遺傳缺陷會損害MHC I類或II類抗原呈遞的腫瘤的患者,正在研究至少兩種基于免疫的方法(圖4d)?;谇逗峡乖荏w(CAR)的過繼T細胞療法是一種針對血液系統(tǒng)惡性腫瘤的有效免疫療法,由于它直接靶向腫瘤細胞表達的特定表面分子,因此無需通過MHC提呈抗原。然而,由于缺乏腫瘤特異性表面抗原和免疫抑制性微環(huán)境,因此對于CAR T細胞而言,成功治療實體瘤一直是遙不可及的。新穎的工程方法可創(chuàng)建雙重靶標活化的CAR T細胞,具有合成AND門邏輯開關(guān)以提高安全性和靶標特異性的CAR T細胞以及對腫瘤微環(huán)境中的免疫抑制信號不敏感或協(xié)同選擇的CAR T細胞(例如轉(zhuǎn)化生長因子-β信號轉(zhuǎn)導(dǎo))有望為該方法提供前景。針對MHC缺乏型腫瘤的另一種方法是使用自然殺傷(NK)細胞進行細胞療法,以消除缺乏MHC I類分子的細胞。缺乏對ADAR的B2M缺陷型B16腫瘤,對GVAX和抗PD1療法的聯(lián)合治療敏感,被發(fā)現(xiàn)會增加NK細胞的浸潤。NK細胞療法的研究已經(jīng)進行了數(shù)年的研究,最近,NKG2A的阻滯在NK和T細胞上均表達,這是一種基于酪氨酸的抑制性基序,已被證實在頭頸部鱗狀細胞癌患者中具有活性。
? ? ?? 最后,為了解決由致癌信號驅(qū)動的免疫檢查點阻斷抗性的機制(圖5a),研究人員將致癌信號通路的現(xiàn)有抑制劑重新定位為增強抗腫瘤免疫力的一種方法(特別是與免疫檢查點阻斷結(jié)合使用)。這些包括WNT信號抑制劑,CDK4和CDK6抑制劑以及MAPK和PI3K抑制劑(如圖5b所示)。


圖5.影響抗腫瘤免疫力和免疫檢查點阻滯性的致癌信號通路

? ? ?? a.致癌信號通路提供了獨特的免疫逃逸的腫瘤內(nèi)在機制。在這里,我們重點介紹了與抗腫瘤免疫有關(guān)的四個關(guān)鍵致癌信號通路:有絲分裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號通路,WNTβ-連環(huán)蛋白通路,細胞周期蛋白依賴性激酶4(CDK4)CDK6細胞周期信號通路和激活的 磷酸肌醇磷酸酶PTEN丟失的結(jié)果。

? ? ?? b.CDK4 CDK6信號傳導(dǎo)(例如使用palbociclib或abemaciclib),MAKP信號傳導(dǎo)(BRAF抑制劑)或WNT信號的治療性破壞可逆轉(zhuǎn)腫瘤固有T細胞的排除狀態(tài),并恢復(fù)對免疫檢查點阻斷的敏感性。BATF3,基本的亮氨酸拉鏈轉(zhuǎn)錄因子ATF樣3;CCL4,CC趨化因子配體4;DNMT1,DNA(cytosine-5)-methyltransferase 1; dsRNA,雙鏈RNA;IFNγ,干擾素-γ;PAMPs,病原體相關(guān)分子模式;TNF,腫瘤壞死因子;Treg細胞,調(diào)節(jié)性T細胞。

Conclusion

? ? ?? 識別對免疫檢查點阻滯的抗性機制的過程已經(jīng)重新發(fā)現(xiàn)了調(diào)節(jié)抗腫瘤免疫的主要機制。腫瘤對免疫檢查點阻斷的敏感性由腫瘤生物學(xué)決定:具有共同的組織學(xué)、分子和遺傳特征的腫瘤患者對免疫檢查點阻斷的反應(yīng)率相似。腫瘤內(nèi)源性因子通過其對腫瘤與宿主免疫系統(tǒng)之間相互作用的影響,可以間接在抗腫瘤外源性機制中發(fā)揮作用。但是,本綜述的重點放在直接受腫瘤內(nèi)在因素影響的耐藥機制上。由于增加了突變負荷和抗原性,激活了從頭抗腫瘤免疫反應(yīng)的腫瘤最有可能受益于免疫檢查點的阻斷。但是,即使具有足夠的抗原性,IFNγ信號傳導(dǎo)和抗原呈遞中的腫瘤固有遺傳缺陷也會破壞對免疫檢查點阻斷的敏感性。致癌信號通路通過指示募集對于啟動和影響抗腫瘤免疫應(yīng)答至關(guān)重要的細胞,影響IFNγ和抗原呈遞通路,或者通過在腫瘤微環(huán)境中誘導(dǎo)免疫抑制因子,也是免疫檢查點阻斷抗性的介質(zhì)。繞過IFNγ信號傳導(dǎo)和抗原呈遞缺陷或抑制免疫抑制致癌信號通路的靶向方法有望擴大免疫檢查點阻斷的影響。

? ? ?? 如涉及知識產(chǎn)權(quán)請與我司聯(lián)系


文獻來源:
Kalbasi A, Ribas A. Tumour-intrinsic resistance to immune checkpoint blockade. Nat Rev Immunol. 2020;20(1):25–39. doi:10.1038/s41577-019-0218-4



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