癌癥免疫療法近來獲得令人振奮的進(jìn)展，迎來了腫瘤治療的新時(shí)代。免疫治療可以在晚期癌癥患者身上引起比常規(guī)化療更大的空前的持續(xù)應(yīng)答。然而，這一應(yīng)答僅發(fā)生在相對少部分患者身上。免疫治療的陽性反應(yīng)通常依賴于腫瘤細(xì)胞與腫瘤微環(huán)境（TME）內(nèi)免疫調(diào)節(jié)的相互作用。在這些相互作用下，腫瘤微環(huán)境在抑制或增強(qiáng)免疫應(yīng)答中發(fā)揮著重要的作用。認(rèn)識免疫治療與TME間的相互作用不僅是剖析作用機(jī)制的關(guān)鍵，也為改善目前免疫治療的療效提供新的方法也具有十分重要的意義。在本綜述中，原文作者將著重研究TME如何影響免疫治療的療效，以及在某些情況下如何調(diào)節(jié)TME來改善當(dāng)前的免疫治療方案。

前言

通過免疫檢查點(diǎn)抑制劑和嵌合抗原受體（CAR）T細(xì)胞療法，癌癥免疫治療在多種癌癥患者身上顯示出了顯著的長期療效。癌癥的常規(guī)治療，如放療和化療，通常作用于腫瘤細(xì)胞本身，并且可以引發(fā)大部分患者的反應(yīng)。盡管這些常規(guī)治療在初期會(huì)產(chǎn)生應(yīng)答，但是在長期治療后的癌癥晚期常出現(xiàn)復(fù)發(fā)和耐藥。與常規(guī)療法顯著不同，免疫療法通過作用于免疫系統(tǒng)而引發(fā)免疫系統(tǒng)抗腫瘤響應(yīng)。免疫檢查點(diǎn)抑制劑臨床試驗(yàn)顯示出了前所未有的持續(xù)響應(yīng)，盡管這僅限于一小部分患者。因此，本文編譯作者Paul認(rèn)為免疫治療首要任務(wù)是弄清其詳細(xì)的作用機(jī)制，以及如何將這種積極的響應(yīng)擴(kuò)展到更多患者身上。

在體外免疫系統(tǒng)能夠識別腫瘤抗原并殺傷腫瘤細(xì)胞。然而，要消除機(jī)體內(nèi)形成的腫瘤僅靠識別腫瘤抗原是不夠的。一個(gè)成型的腫瘤是一個(gè)復(fù)雜的組織，它不僅由腫瘤細(xì)胞組成，還包括也基質(zhì)細(xì)胞，炎癥細(xì)胞，脈管系統(tǒng)和細(xì)胞外基質(zhì)（ECM），所有這些總和定義為腫瘤微環(huán)境（TME）。通過免疫治療成功控制腫瘤需要免疫系統(tǒng)的激活，效應(yīng)細(xì)胞的擴(kuò)增，活化的效應(yīng)細(xì)胞浸潤到腫瘤組織并破壞腫瘤細(xì)胞（圖1）。然而TME常阻礙效應(yīng)淋巴細(xì)胞致敏，降低其浸潤能力，并抑制浸潤的效應(yīng)細(xì)胞，從而導(dǎo)致機(jī)體的抗腫瘤作用出現(xiàn)損害。免疫治療的抗性機(jī)制包括如下：（1）抑制性微環(huán)境或缺乏抗原刺激/協(xié)同刺激的免疫細(xì)胞，尤其是T細(xì)胞，可能會(huì)促使TME內(nèi)腫瘤的生長和免疫逃逸；（2）生物屏障對腫瘤組織的包裹可導(dǎo)致免疫細(xì)胞遷移進(jìn)腫瘤部位的數(shù)量不足；（3）有限的抗原特異性T細(xì)胞群短暫激活或耗竭未能抑制腫瘤生長；（4）由于TME的作用腫瘤抗原向引流淋巴結(jié)釋放不足，淋巴組織內(nèi)直接或間接抗原遞呈量少，導(dǎo)致缺乏T細(xì)胞致敏。因此，本文編譯作者Paul認(rèn)為對免疫治療與TME間相互作用更好的了解，可能會(huì)為提高目前免疫治療應(yīng)答率提供新的方法。由于TME在常規(guī)治療中的影響近期已有綜述，這篇文獻(xiàn)將側(cè)重于對免疫治療和TME之間的相互作用的了解。

圖1：免疫治療和腫瘤微環(huán)境（TME）

免疫治療和TME之間的相互作用

免疫檢查點(diǎn)是指通過共抑制或共刺激信號一系列途徑以調(diào)節(jié)T細(xì)胞活性，以防止在正常情況下發(fā)生自身免疫疾病的功能。越來越多的證據(jù)表明，腫瘤使用這些重要機(jī)制的多種途徑，以逃逸抗腫瘤免疫反應(yīng)。其中，針對細(xì)胞程序性死亡受體（PD-1）以及PD-1配體（PD-L1或B7H1）的抑制劑，在臨床試驗(yàn)中顯示的療效給人留下了深刻的印象。PD-1主要表達(dá)于活化的T細(xì)胞表面，盡管PD-L1在正常組織中表達(dá)有限，但是在一些腫瘤細(xì)胞上的表達(dá)大幅增加。有趣的是，如果經(jīng)過炎性細(xì)胞因子刺激，特別是干擾素（IFN），許多細(xì)胞可出現(xiàn)PD-L1表達(dá)上調(diào)。PD-L1與T細(xì)胞上PD-1結(jié)合抑制T細(xì)胞活化并誘導(dǎo)T細(xì)胞凋亡。這一模式表明腫瘤細(xì)胞表達(dá)PD-L1抑制T細(xì)胞浸潤腫瘤，導(dǎo)致機(jī)體抗腫瘤作用失效。通過對PD-L1陽性腫瘤患者更容易出現(xiàn)抗PD-1治療應(yīng)答的初步觀察，這一觀點(diǎn)受到支持。然而，隨著患者樣本的增多，一些腫瘤細(xì)胞PD-L1陰性的患者也同樣被觀察到對PD-1治療產(chǎn)生響應(yīng)。此外，最近回溯性臨床研究表明，PD-L1封閉響應(yīng)和腫瘤浸潤性免疫細(xì)胞PD-L1的表達(dá)之間有高度相關(guān)性。這項(xiàng)研究提出了一個(gè)可能，即在TME中除腫瘤細(xì)胞以外，其他細(xì)胞上PD-L1的表達(dá)會(huì)對免疫逃逸發(fā)揮重要的作用。

為了提高檢查點(diǎn)封閉療法的應(yīng)答率開發(fā)了一些聯(lián)合治療方法。其中，PD-1與細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4(CTL-A4)組合在臨床試驗(yàn)中顯示出了最好的改善。CTL-A4是主要表達(dá)在調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Tregs）上的另一個(gè)檢查點(diǎn)分子。通過抗CTL-A4阻斷該途徑耗竭腫瘤組織中的Treg細(xì)胞，造成抗原特異性細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞的擴(kuò)增。協(xié)同效應(yīng)主要受限于局部TME，協(xié)同效應(yīng)中成瘤后封鎖淋巴細(xì)胞遷移沒有作用。

免疫激活單克隆抗體

與一旦激活就會(huì)抑制免疫反應(yīng)的PD-1和CTL-A4相比，以CD40/CD40配體（CD40L）為代表的可促進(jìn)免疫應(yīng)答的不同類別的免疫檢查點(diǎn)通路。CD40表達(dá)于B細(xì)胞，單核細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞（DC）。CD40L主要表達(dá)于活化的T細(xì)胞和血小板。通過CD40激活抗原遞呈細(xì)胞信號并誘導(dǎo)共刺激和MHC分子的表達(dá)，從而加強(qiáng)抗原遞呈作用和T細(xì)胞致敏。模擬CD40L與CD40結(jié)合的抗體已被開發(fā)，在體外和體內(nèi)都可以激活免疫反應(yīng)；此外，這類抗體已進(jìn)入臨床試驗(yàn)并顯示出了充滿前景的結(jié)果。有趣的是，盡管原始機(jī)制表明T細(xì)胞致敏在CD40活化之后，后來的研究顯示T細(xì)胞可能是非必需的，至少在某些腫瘤模型中是這樣。具體地說，在小鼠胰腺導(dǎo)管腺癌模型中，通過抗CD40誘導(dǎo)腫瘤消退依賴于巨噬細(xì)胞，而不是T細(xì)胞。抗CD40激活巨噬細(xì)胞，然后轉(zhuǎn)移至腫瘤組織引發(fā)腫瘤基質(zhì)的耗竭來導(dǎo)致腫瘤的消退。有觀點(diǎn)認(rèn)為，不僅在腫瘤模型中，在其他疾病模型中基質(zhì)細(xì)胞對CD40激動(dòng)劑療效發(fā)揮重要的作用。的確，在Bouchlaka等最近研究中發(fā)現(xiàn)，對老年小鼠使用CD40激動(dòng)劑聯(lián)合IL-2可誘發(fā)細(xì)胞因子風(fēng)暴并致死。后續(xù)研究顯示，CD40誘導(dǎo)內(nèi)臟脂肪組織中的巨噬細(xì)胞活化。這些活化的巨噬細(xì)胞產(chǎn)生了高水平的IFN，并導(dǎo)致了細(xì)胞因子風(fēng)暴。為何只是老年小鼠會(huì)致命的一種可能的解釋就是老年小鼠器官內(nèi)比年輕小鼠積蓄更多的脂肪。由于很多癌癥的發(fā)病率老年群體會(huì)更高，在CD40應(yīng)用于不同癌癥患者時(shí)，應(yīng)考慮到這個(gè)不利因素的影響。關(guān)于CD40/CD40L的報(bào)道是一個(gè)有趣的案例，這表明有些時(shí)候TME是免疫治療的主要目標(biāo)，而不是腫瘤細(xì)胞。

CAR-T細(xì)胞

CAR-T細(xì)胞的整體概念是，T細(xì)胞可以被改造以表達(dá)腫瘤特異性抗原的CAR，從而一旦識別到腫瘤抗原就可以激活T細(xì)胞。CAR的典型結(jié)構(gòu)是一個(gè)單鏈可變區(qū)（scFv）鏈接胞內(nèi)的信號傳導(dǎo)模塊。然后scFv與腫瘤抗原結(jié)合，在特異性抗原下CAR激活T細(xì)胞而不是MHC方式。CAR-T治療急性淋巴細(xì)胞白血病的臨床試驗(yàn)顯示出了令人難以置信的療效，完全緩解率近90%。然而，嘗試用CAR-T治療實(shí)體瘤的效果一直不太理想，并且正致力于提高CAR-T在實(shí)體瘤內(nèi)的活性和靶向特異性。

由于CAR-T在體外可有效裂解腫瘤細(xì)胞，CAR-T無法在體內(nèi)實(shí)體瘤中發(fā)揮作用的可能性之一是T細(xì)胞不能穿透腫瘤屏障。在胸膜惡性腫瘤中，Adusumilli等人對CAR-T不同給藥途徑的療效進(jìn)行評估。他們發(fā)現(xiàn)，CAR-T細(xì)胞胸膜局部給藥達(dá)到完全緩解比全身給藥更加有效，所需要的CAR-T細(xì)胞要少30倍。有意思的是，盡管通過全身給予大量CAR-T細(xì)胞使其在腫瘤組織中累積的數(shù)量與局部給予的類似，但是全身給藥途徑的CAR-T細(xì)胞的抗腫瘤效果和功能較弱。本文編譯作者Paul認(rèn)為這些數(shù)據(jù)表明TME不僅可以阻止T細(xì)胞進(jìn)入腫瘤，并且能夠迅速降低其浸潤腫瘤的活性。

TME可以在腫瘤組織周圍形成生物屏障以阻礙淋巴細(xì)胞的滲透。其中之一便是ECM。活化的T細(xì)胞為了能進(jìn)入并破壞腫瘤組織，它們通常分泌酶以對ECM進(jìn)行降解。Caruana等人的一項(xiàng)出色的研究中顯示，這些酶之一乙酰肝素酶在CAR-T細(xì)胞中表達(dá)下調(diào)。乙酰肝素酶是一種內(nèi)切糖苷酶，它可以切開ECM的重要組成部分，硫酸乙酰肝素蛋白多糖的硫酸乙酰肝素鏈。因此，CAR-T細(xì)胞乙酰肝素酶缺乏大大削弱了其穿透腫瘤的能力。令人關(guān)注的是，將CAR-T細(xì)胞改造成過表達(dá)肝素酶可顯著增強(qiáng)降解ECM的能力，以增強(qiáng)其腫瘤浸潤和抗腫瘤活性。

調(diào)控TME的趨化因子/細(xì)胞因子的分布

趨化因子

淋巴細(xì)胞的轉(zhuǎn)運(yùn)和遷移受趨化因子的調(diào)控，對趨化因子進(jìn)行調(diào)控可以募集足量的效應(yīng)細(xì)胞進(jìn)入腫瘤組織對腫瘤進(jìn)行殺傷。所有介導(dǎo)T細(xì)胞趨化作用的趨化因子，如趨化因子（C-C基元）配體21（CCL21）和CXC基元趨化因子10（CXCL10），都非常重要。

CCL21， 即CCR7配體，是介導(dǎo)DC和T細(xì)胞歸巢到淋巴和非淋巴組織的一個(gè)重要的趨化因子。在早期研究中，瘤內(nèi)注射CCL21可完全根除肺癌模型中的腫瘤。再者，表達(dá)CCL21的DC細(xì)胞伴隨腫瘤浸潤C(jī)D8+T細(xì)胞介導(dǎo)腫瘤消退，從而使腫瘤得到根除。在另一項(xiàng)研究中，Shields等人敲除了惡性黑色素瘤模型中CCL21，并且驚奇地發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞表達(dá)高水平CCL21建立了免疫耐受TME并促進(jìn)了腫瘤的進(jìn)展。與此相反，CCL21缺陷型腫瘤生長慢得多，并誘導(dǎo)腫瘤特異性T細(xì)胞的應(yīng)答。這些研究中相矛盾的結(jié)論可能是由于TME的不同，如腫瘤模型或表達(dá)CCL21的細(xì)胞類型不同。總的來說，這些研究表明使用趨化因子處置TME時(shí)，要謹(jǐn)慎選擇效應(yīng)細(xì)胞和靶細(xì)胞。

募集T細(xì)胞的另一個(gè)趨化因子是CXCL10，即CXCR3配體。da Silva等人的最近研究顯示，二肽基肽酶4（DPP4）負(fù)責(zé)在腫瘤組織中滅活CXCL10。抑制DDP4酶活性以保持CXCL10活性，從而增加CXCR3+淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)到腫瘤組織。DPP4抑制后，高表達(dá)CXCR3的腫瘤浸潤T細(xì)胞數(shù)量顯著增加。本項(xiàng)研究進(jìn)一步顯示，DDP4抑制劑可以與其他免疫療法聯(lián)合使用，包括輔助型免疫治療和免疫檢查點(diǎn)封閉分子。增加腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞（TIL）以改善當(dāng)前免疫治療的想法很具有吸引力，盡管本研究這方面進(jìn)展還不顯著。它仍然可能是不止一種趨化因子參與其中。

細(xì)胞因子

在腫瘤免疫治療中趨化因子的總體療效比其他免疫療法遜色，這意味著針對單個(gè)趨化因子不足以募集足夠的淋巴細(xì)胞來完全控制腫瘤。事實(shí)上，與免疫治療時(shí)腫瘤中的趨化因子相比，原文作者實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)有些關(guān)于T細(xì)胞遷移的趨化因子明顯不同（未公布數(shù)據(jù)）。相對于趨化因子，細(xì)胞因子是可以調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答的一大類蛋白質(zhì)。細(xì)胞因子可直接激活免疫效應(yīng)細(xì)胞或刺激腫瘤基質(zhì)細(xì)胞，以致為淋巴細(xì)胞的募集產(chǎn)生的趨化因子和粘附分子。這些功能表明根據(jù)不同的腫瘤微環(huán)境，針對細(xì)胞因子也可以是腫瘤免疫治療的一種有效途徑。

在腫瘤方面研究最廣泛的細(xì)胞因子是I型干擾素，幾乎所有的細(xì)胞都會(huì)表達(dá)并在的抗腫瘤反應(yīng)中發(fā)揮重要的作用。雖然全身給藥重組I型IFN已用于臨床治療某些腫瘤，但由于干擾素受體分布廣泛，這種治療與高毒性相關(guān)。一些小組在測試?yán)每贵w引導(dǎo)IFN特異于腫瘤組織的二代IFN。在Xuan等人的一項(xiàng)研究中，相對于游離的IFN-α，以IFN-α與抗CD20抗體連接形成融合蛋白，對已經(jīng)成形的腫瘤顯示出更強(qiáng)的溶瘤活性和更低的毒性。這種抗腫瘤作用主要由于獨(dú)立于獲得性免疫的直接殺傷，因?yàn)樵摲N融合蛋白可以對裸鼠的異種移植腫瘤進(jìn)行抑制。敲除腫瘤細(xì)胞的IFN受體會(huì)大大降低抗腫瘤效果，這表明抗CD20-IFN-α融合蛋白介導(dǎo)的抗腫瘤效果主要通過IFN受體直接誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。然而，當(dāng)T細(xì)胞存在時(shí)仍可參與整個(gè)抗腫瘤反應(yīng)。在另一項(xiàng)研究中，Yang等人使用抗EGFR抗體引導(dǎo)IFN-β（抗EGFR-IFN-β融合蛋白）用作腫瘤的免疫治療。類似于以前的研究，抗EGFR-IFN-β的融合蛋白也顯示出強(qiáng)效的抗腫瘤活性。Yang等人的數(shù)據(jù)明確顯示，相對于在高劑量下抗CD20- IFN-α融合蛋白直接誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，抗EGFR-IFN-β的融合蛋白的抗腫瘤效果依賴于獲得性免疫。具體而言，抗EGFR-IFN-β融合蛋白靶向DC細(xì)胞以增加抗原交叉呈遞，以致在TME中增加T細(xì)胞致敏；為了支持這一觀點(diǎn)，對DC細(xì)胞的IFN受體條件性敲除會(huì)完全消除其抗腫瘤能力。

這些研究之間的差異不足為奇。事實(shí)上，類似的矛盾現(xiàn)象已經(jīng)在使用游離的I型干擾素進(jìn)行腫瘤免疫治療中被發(fā)現(xiàn)，在某些模型中IFN可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長，而在其他情況下機(jī)體需要IFN增強(qiáng)免疫來控制腫瘤。自身免疫是否受IFN的影響似乎依賴于TME中IFN的表達(dá)水平。由于低劑量的IFN-β的不能結(jié)合腫瘤組織中所有的IFN受體，因此機(jī)體免疫對腫瘤的控制需要優(yōu)化。與此相反，在腫瘤組織局部給予高劑量的IFN-β可誘導(dǎo)腫瘤血管的破壞，導(dǎo)致腫瘤消除。后一種過程與T、B或NK細(xì)胞相關(guān)。總之，從這些研究中可以得到，免疫調(diào)節(jié)劑的劑量可導(dǎo)致免疫療法與TME之間完全不同的相互作用。

淋巴細(xì)胞充分浸潤到腫瘤組織是免疫治療成功的關(guān)鍵。事實(shí)上，在各類癌癥的治療中TIL的存在與良好的預(yù)后密切相關(guān)。趨化因子和細(xì)胞因子可以募集淋巴細(xì)胞尤其是T細(xì)胞進(jìn)入腫瘤組織，將TME從免疫抑制狀態(tài)轉(zhuǎn)換到免疫增強(qiáng)狀態(tài)。IFN被認(rèn)為其中之一。然而，在實(shí)驗(yàn)室初步研究表明，TIL的增加只在某些腫瘤模型中觀察到，這有可能與干擾素多種下游效應(yīng)有關(guān)（未發(fā)表的結(jié)果）。另一個(gè)可以在TME中強(qiáng)力增加TIL的是LIGHT（也稱為腫瘤壞死因子超家族成員14[TNFSF14]），一個(gè)可以調(diào)節(jié)T細(xì)胞活化的共刺激分子。膜定位的全長LIGHT在蛋白酶的作用下可以轉(zhuǎn)換為分泌型的細(xì)胞因子。原文作者實(shí)驗(yàn)室的研究顯示，LIGHT在腫瘤細(xì)胞中強(qiáng)制表達(dá)可促進(jìn)淋巴樣結(jié)構(gòu)形成以引導(dǎo)T細(xì)胞聚集與活化，從而導(dǎo)致腫瘤的消退。LIGHT是結(jié)合了皰疹病毒侵入介質(zhì)（HVEM）和淋巴毒素β受體（LTβR）兩個(gè)不同受體的配體蛋白。LIGHT結(jié)合的HVEM向T細(xì)胞傳遞共刺激信號，LTβR通常表達(dá)于非淋巴細(xì)胞，是形成二級和三級淋巴結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。LTβR在淋巴結(jié)的構(gòu)造和在次級淋巴器官中對不同的T細(xì)胞和B細(xì)胞的調(diào)控發(fā)揮重要作用。通過LTβR信號調(diào)控各種趨化因子和粘附分子的表達(dá)以控制脾臟內(nèi)DC和淋巴細(xì)胞的遷移與定位。因此，相對于只靶向一點(diǎn)的趨化因子，腫瘤基質(zhì)細(xì)胞中LIGHT的LTβR信號激活誘導(dǎo)表達(dá)多種趨化因子和粘附分子向TME募集效應(yīng)T細(xì)胞。

結(jié)論

免疫反應(yīng)是一種動(dòng)態(tài)的和復(fù)雜的過程，其中不同的機(jī)制彼此制約，以保護(hù)該機(jī)體、組織和細(xì)胞，包括來自免疫殺傷的腫瘤細(xì)胞。TME是免疫抑制和免疫增強(qiáng)交匯的位置，但通常免疫抑制占主導(dǎo)地位。最近檢查點(diǎn)阻斷技術(shù)體外抗體制藥的成功證明了這一觀點(diǎn)，其表明操縱不同的信號通路可以創(chuàng)建比以往更有效的療法。另一方面，患者相對低的反應(yīng)率表明當(dāng)前的免疫療法仍然存在阻礙，在許多情況下不能夠釋放其全部潛力。因此，本文編譯作者Paul 認(rèn)為研究人員對這些免疫機(jī)制的理解還有很大的上升空間。隨著研究人員對TME和免疫治療認(rèn)識的深入，會(huì)出現(xiàn)更多處置TME以及提高目前的免疫治療的療效的方法。

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